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MgF助剂对MgAlGaO透明陶瓷的制备与光学性能的影响

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无机材料学报 2024年 1-8页

作者：吕朝阳徐勇杨久延涂广升涂兵田王皓武汉理工大学襄阳示范区湖北隆中实验室武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室

MgAl1.9Ga0.1O4透明陶瓷具有优异的光学性能,其制备依赖于高质量坯体的凝胶注模成型和长时间的无压预烧。本研究选择MgF2为烧结助剂,并通过瞬时液相调节无压预烧的致密化过程。采用干压成型、无压预烧和热等静压烧结制备了不同尺寸的MgA... 详细信息

MgAl1.9Ga0.1O4透明陶瓷具有优异的光学性能,其制备依赖于高质量坯体的凝胶注模成型和长时间的无压预烧。本研究选择MgF2为烧结助剂,并通过瞬时液相调节无压预烧的致密化过程。采用干压成型、无压预烧和热等静压烧结制备了不同尺寸的MgAl1.9Ga0.1O4透明陶瓷样品,并系统分析了MgF2对材料显微结构、光学和机械性能的影响。研究表明:MgF2在～1230℃熔化形成的液相促使陶瓷的致密度与晶粒尺寸增大,后续烧结过程中残留的MgF2氧化为MgO并固溶进入MgAl1.9Ga0.1O4晶格。添加质量分数0.2%MgF2的2.04 mm厚透明陶瓷样品在紫外和可见光区域具有76.5%～83.4%的直线透过率和较高的光学质量。此外,该陶瓷的特征抗弯强度为167.1 MPa,与细晶MgAl2O4透明陶瓷相近,但是前者的Weibull模数(8.81±0.29)更高。本研究为制备光学性能良好的大尺寸MgAl1.9Ga0.1O4透明陶瓷提供了新的选择。

关键词：透明陶瓷 MgAl Ga O MgF 瞬时液相烧结光学性能

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密文域可逆信息隐藏研究进展及技术难点分析

广西师范大学学报（自然科学版） 2024年第2期42卷 1-15页

作者：涂广升孔咏骏宋哲超叶康网络与信息安全武警部队重点实验室(中国人民武装警察部队工程大学) 陕西西安710086 中国人民武装警察部队福建总队福建福州350000 中国人民武装警察部队重庆总队重庆400000

密文域可逆信息隐藏技术融合了加密技术和信息隐藏技术的双重优势,旨在实现公开信道上数据内容的隐私保护和信息的可逆嵌入功能,以应对云环境下日益复杂的用户应用需求。本文从密态数据管理、情报隐蔽通信、军事协同作战、技术融合创新... 详细信息

密文域可逆信息隐藏技术融合了加密技术和信息隐藏技术的双重优势,旨在实现公开信道上数据内容的隐私保护和信息的可逆嵌入功能,以应对云环境下日益复杂的用户应用需求。本文从密态数据管理、情报隐蔽通信、军事协同作战、技术融合创新4个应用场景分析密文域可逆信息隐藏的研究价值,根据信息嵌入与数据加密的操作关系对密文域可逆信息隐藏分类,对不同嵌入框架下的技术发展进行阐述和总结。同时,从嵌入性能提升、可分离性实现、图像的加密安全性、满足云环境下的应用需求4个方面对密文域可逆信息隐藏的技术难点进行剖析,并对后续研究方向进行分析和展望。

关键词：信息安全可逆信息隐藏云环境图像处理密文域

Mg(Al1-xGax)2O4透明陶瓷的制备与性能研究

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Mg(Al1-xGax)2O4透明陶瓷的制备与性能研究

作者：涂广升武汉理工大学

学位级别：硕士

尖晶石型透明陶瓷从可见到中红外波长范围内都表现出很高的光学透过率,同时兼具良好的热机械性能,使得其在国防和民用领域均具有广阔的应用空间。自Mg AlO透明陶瓷问世之后,相继发展了Al ON、Mg Al ON、Mg O·n AlO等尖晶石型透明陶瓷... 详细信息

尖晶石型透明陶瓷从可见到中红外波长范围内都表现出很高的光学透过率,同时兼具良好的热机械性能,使得其在国防和民用领域均具有广阔的应用空间。自Mg AlO透明陶瓷问世之后,相继发展了Al ON、Mg Al ON、Mg O·n AlO等尖晶石型透明陶瓷材料。长久以来,尖晶石型透明陶瓷组成设计、光学和力学性能调控一直都是透明陶瓷领域的研究重点。本研究开展了Mg(AlGa)O尖晶石型透明陶瓷的组成设计、材料制备、结构解析及性能研究。首先设计并制备了不同组成的Mg(AlGa)O粉体。通过晶体结构解析结果发现,组成的改变显著影响了晶体结构。随x值的增大,Mg(AlGa)O的晶格常数和阴离子参数呈线性增大和减小的趋势,Mg、Al离子趋向于占据八面体位置,而Ga离子趋向于占据四面体位置。三种阳离子占位互有影响,当0≤x≤0.5,无论在四面体还是八面体位置,Al离子的占有率受Mg离子占有率主导;当0.15≤x≤1,在八面体位置,Ga离子的占有率受Mg离子占有率的主导。不同组成的Mg(AlGa)O陶瓷表现出不同的烧结行为。在无压烧结中,随着x值的增大,坯体的烧结活性逐渐变大。在热等静压烧结中,x=0、0.75和1样品烧结行为表现类似,需要在相对较高的温度才能有效地排除预烧体残余气孔,获得较高的光学透过率。而其它组成的样品在相对较低的温度就可获得较高的光学透过率。当x≤0.1时,研究发现少量的Ga离子取代Al离子能够促进烧结过程中的陶瓷致密化,并在一定程度上抑制热等静压烧结过程中晶粒的生长。研究发现,组成的改变能显著影响Mg(AlGa)O透明陶瓷的光学、力学、热学及介电性能。所有样品在1064 nm波段处均具有大于67%的直线透过率,紫外和红外截止波长随x增加而发生红移;材料的维氏硬度在11.65～13.58 GPa之间,体模量在192.94～201.37 GPa之间,杨氏模量在257.35～282.08 GPa之间,热导率在11.46～21.32 W·(m·K)之间,热膨胀系数在6.54～7.75×10K之间,介电常数8.54～9.93之间。此外,键价理论模型可以很好的适用于预测Mg(AlGa)O透明陶瓷体系的热学、力学性能,预测值与实验值最大偏差不超过3%。本研究设计并制备了一系列Mg(AlGa)O透明陶瓷,通过系统的晶体结构解析和材料性能表征,初步建立了Mg(AlGa)O透明陶瓷组成-结构-性能之间的关系,为新型Mg(AlGa)O尖晶石型透明陶瓷的开发提供了重要的研究基础。

关键词： Mg(Al1-xGax)2O4 晶体结构无压烧结微观结构性能

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支持门限解密的多身份全同态加密方案

工程科学与技术 2019年第4期51卷 133-139页

作者：杨晓元涂广升孔咏骏周潭平武警工程大学密码工程学院陕西西安710086 网络和信息安全武警部队重点实验室陕西西安710086

针对传统的身份基全同态加密方案只能对同一身份下的密文进行同态运算和访问控制的问题,提出了一个基于LWE问题的多身份全同态加密方案。首先,使用工具矩阵得到新的加解密形式,约减噪音,并改变身份基加密中底层格基的维度,对身份基全同... 详细信息

针对传统的身份基全同态加密方案只能对同一身份下的密文进行同态运算和访问控制的问题,提出了一个基于LWE问题的多身份全同态加密方案。首先,使用工具矩阵得到新的加解密形式,约减噪音,并改变身份基加密中底层格基的维度,对身份基全同态加密方案进行优化。其次,利用多密钥全同态转化机制,构造身份基全同态加密方案的屏蔽系统,生成辅助密文。最后,将多密钥全同态加密中的多用户场景延伸到多身份场景,构造多身份全同态加密方案,实现对不同身份下密文的同态运算和访问控制。结果表明,本方案实现了身份基加密与多密钥全同态加密的结合,并证明为选择身份下的IND CPA安全。与其他方案相比,本方案加密单比特明文消息时密文规模更小,对密文进行同态运算时噪音扩张率更低,并且允许多个PKG参与密钥的生成、分发。同时,给出本方案的门限解密过程,据此可以构造一个2轮多方计算协议。

关键词：身份基加密全同态加密多身份门限解密

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高效的身份基多用户全同态加密方案

计算机应用 2019年第3期39卷 750-755页

作者：涂广升杨晓元周潭平网络和信息安全武警部队重点实验室西安710086 武警工程大学密码工程学院西安710086

针对传统的身份基全同态加密(IBFHE)方案无法对不同身份标识(ID)下的密文进行同态运算的问题,提出一个基于误差学习(LWE)问题的分层身份基多用户全同态加密方案。该方案利用Clear等(CLEAR M, McGOLDRICK C. Multi-identity and multi-ke... 详细信息

针对传统的身份基全同态加密(IBFHE)方案无法对不同身份标识(ID)下的密文进行同态运算的问题,提出一个基于误差学习(LWE)问题的分层身份基多用户全同态加密方案。该方案利用Clear等(CLEAR M, McGOLDRICK C. Multi-identity and multi-key leveled FHE from learning with errors. Proceedings of the 2015 Annual Cryptology Conference, LNCS 9216. Berlin:Springer, 2015:630-656)在2015年提出的身份基多用户全同态加密方案(方案)的转化机制,结合Cash等(CASH D, HOFHEINZ D, KILTZ E, et al. Bonsai trees, or how to delegate a lattice basis. Proceedings of the 2010 Annual International Conference on the Theory and Applications of Cryptographic Techniques, LNCS 6110. Berlin:Springer, 2010:523-552)在2010年提出的身份基加密(IBE)方案■方案),实现了不同身份标识下的密文同态运算,应用前景更加广阔,在随机预言机模型下为基于身份匿名的选择明文攻击下的不可区分性(IND-ID-CPA)安全。与方案相比,该方案在公钥规模、私钥规模、密文尺寸、分层性质和密钥更新周期方面都具有优势。

关键词：分层身份基加密多用户全同态加密同态运算基于误差学习

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多跳多策略属性基全同态加密方案

计算机应用 2019年第8期39卷 2326-2332页

作者：余卿斐涂广升李宁波周潭平武警安徽省总队参谋部合肥230031 网络和信息安全武警部队重点实验室(武警工程大学) 西安710086 武警工程大学密码工程学院西安710086

为解决单策略属性基全同态加密方案无法对不同策略函数对应的属性向量下的密文进行同态运算和访问控制,并且新的参与方密文无法动态地加入同态运算的问题,提出了一个基于误差学习(LWE)问题的高效的多跳多策略属性基全同态加密方案。首先... 详细信息

为解决单策略属性基全同态加密方案无法对不同策略函数对应的属性向量下的密文进行同态运算和访问控制,并且新的参与方密文无法动态地加入同态运算的问题,提出了一个基于误差学习(LWE)问题的高效的多跳多策略属性基全同态加密方案。首先,对单策略属性基全同态加密方案适当变形;其次,将方案对应到多用户场景;最后,利用多跳多密钥全同态转化机制来实现新的参与方密文加入后的同态运算。结果表明,该方案在功能上兼具属性基加密和多跳多密钥全同态加密的优势,并被证明为选择属性下的选择明文攻击不可区分性(IND-CPA)安全。与利用目标策略函数集合构造的多策略属性基全同态加密方案相比,该方案在不改变单个参与方私钥尺寸的情况下,密文/明文比明显降低,效率更高。

关键词：多跳多策略多密钥属性基加密全同态加密

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基于cuFHE的同态比较运算器

计算机工程 2019年第9期45卷 143-146,152页

作者：刘文超潘峰杨晓元周潭平涂广升武警工程大学密码工程学院西安710086 武警工程大学网络和信息安全武警部队重点实验室西安710086

为在密态计算中实现高效的比较操作,设计一种支持并行加速的多比特同态比较运算器。基于cuFHE软件库构造单比特同态数值比较器,在并行运算模式下调用该同态数值比较器,通过GPU硬件实现可比较任意比特明文的多比特同态比较运算器。利用cu... 详细信息

为在密态计算中实现高效的比较操作,设计一种支持并行加速的多比特同态比较运算器。基于cuFHE软件库构造单比特同态数值比较器,在并行运算模式下调用该同态数值比较器,通过GPU硬件实现可比较任意比特明文的多比特同态比较运算器。利用cuFHE同态算法库编写同态比较运算函数并进行测试,结果表明,该比较运算器效率较高,对 100 bit 的明文进行一次比较运算仅需0.91 s。

关键词：密态计算全同态加密并行加速 cuFHE软件库同态比较运算器

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基于同态加密的隐私保护推荐算法

郑州大学学报（理学版） 2020年第3期52卷 62-67页

作者：潘峰刘文超杨晓元周潭平涂广升武警工程大学密码工程学院陕西西安710086 网络与信息安全武警部队重点实验室陕西西安710086

在ESORICS16上提出的TW16方案基础上,构造并实现了一种准确高效的基于同态加密的隐私保护推荐协议。针对活跃用户的特点,通过增加活跃用户的评分权值的方法提升推荐协议的合理性和准确性,通过对参数设置进行优化和增加计算缓存的方法提... 详细信息

在ESORICS16上提出的TW16方案基础上,构造并实现了一种准确高效的基于同态加密的隐私保护推荐协议。针对活跃用户的特点,通过增加活跃用户的评分权值的方法提升推荐协议的合理性和准确性,通过对参数设置进行优化和增加计算缓存的方法提升协议的效率,并对协议的安全性进行了分析。实验结果表明,与TW16推荐协议相比,所构造协议的推荐准确性较高,且协议中数据预处理过程和执行过程中的效率得到提升,单预测协议运算时间减少了13.4%,Top-n协议运算时间减少了12.7%。

关键词：推荐算法同态加密隐私保护

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全生命周期的云外包数据安全审计协议

计算机应用 2019年第7期39卷 1954-1958页

作者：柳玉东王绪安涂广升王涵武警工程大学研究生大队西安710086 网络与信息安全武警部队重点实验室(武警工程大学) 西安710086

海量数据的产生给用户带来了极大的存储和计算负担,云服务器的出现很好地解决了这一问题,但数据外包给用户带来便利的同时,也引起了一些的安全问题。针对数据在外包过程中的安全性问题,结合经典的字符串相等检测协议和基于等级的默克尔... 详细信息

海量数据的产生给用户带来了极大的存储和计算负担,云服务器的出现很好地解决了这一问题,但数据外包给用户带来便利的同时,也引起了一些的安全问题。针对数据在外包过程中的安全性问题,结合经典的字符串相等检测协议和基于等级的默克尔哈希树(RMHT)算法,设计并实现了一种理论更简化、效率更高的全生命周期的云外包数据安全审计协议。该协议不仅可以保证外包存储数据的完整性,用户可以定期对数据的完整性进行审计;而且可以保证数据的安全迁移;此外,还可以防止恶意的云服务器保留迁移数据的副本,更好地保护用户的隐私。安全性分析和效率分析显示,该协议足够安全并较为高效,外包数据在整个生命周期的安全性将得到较好的保护。

关键词：云存储外包数据全生命周期可证明安全审计协议