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基于MILP寻找SM4算法的差分特征

计算机研究与发展 2022年第10期59卷 2299-2308页

作者：潘印雪王高丽倪建强上海市高可信计算重点实验室(华东师范大学) 上海200062 密码科学技术国家重点实验室北京100878

基于混合整数线性规划(mixed integer linear programming, MILP)的自动化搜索方法被广泛用于搜索密码算法的差分特征,已形成一套完整的框架.该框架采用的基本原理是用线性不等式来刻画密码算法的各个操作,该框架适用于搜索采用4-bit S... 详细信息

基于混合整数线性规划(mixed integer linear programming, MILP)的自动化搜索方法被广泛用于搜索密码算法的差分特征,已形成一套完整的框架.该框架采用的基本原理是用线性不等式来刻画密码算法的各个操作,该框架适用于搜索采用4-bit S盒的密码算法的差分特征.对于采用8-bit S盒的密码算法,基于该框架的搜索模型计算量很大,以致无法高效地找到差分特征.SM4算法于2006年由中国政府发布,于2012年成为国家密码行业标准,于2016年成为国家标准的迭代分组密码算法,其分组状态为128 b,每轮包含4个8-bit的S盒.为了高效地搜索SM4算法的差分特征,研究了对8-bit S盒进行MILP建模的问题,对于采用8-bit S盒的密码算法,改进了搜索高概率差分特征的方法.对于19轮SM4算法,不仅找到了概率为2的差分特征,而且找到了概率为2的差分特征,这是目前基于MILP建模找到的SM4算法轮数最多、概率最高的差分特征.

关键词：混合整数线性规划 SM4算法差分分析差分特征 8-bit的S盒

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DES差分特征的分析与搜索

计算机应用 2009年第B06期29卷 77-79,88页

作者：顾海文祝跃飞康绯师国栋信息工程大学信息工程学院郑州450002

通过对已有的DES各轮的差分特征进行分析,发现了现有的DES高概率差分特征存在的特有现象,利用这些特点对以前的差分特征搜索算法进行改进,设计出了新的DES差分特征的搜索算法。经过程序实现,新的算法不仅能够找到现有的所有差分特征,还... 详细信息

通过对已有的DES各轮的差分特征进行分析,发现了现有的DES高概率差分特征存在的特有现象,利用这些特点对以前的差分特征搜索算法进行改进,设计出了新的DES差分特征的搜索算法。经过程序实现,新的算法不仅能够找到现有的所有差分特征,还找到了一个目前没有的五轮特征,该特征的概率比现有的五轮特征的最大概率大。新搜索算法比原来的算法快。

关键词：分组密码迭代差分特征

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基于SAT方法进一步加速差分特征的搜索

网络与信息安全学报 2022年第5期8卷 129-139页

作者：许峥中国科学院信息工程研究所信息安全国家重点实验室北京100093 中国科学院大学网络空间安全学院北京100049

回顾了孙等使用Matsui边界条件加速差分特征搜索的方法,为了进一步提高搜索效率,改进了Matsui边界条件以及利用Matsui边界条件加速差分特征自动化搜索的方法,并提出了一种改进的方法来搜索分组密码的最优差分特征。研究了线程数和询问... 详细信息

回顾了孙等使用Matsui边界条件加速差分特征搜索的方法,为了进一步提高搜索效率,改进了Matsui边界条件以及利用Matsui边界条件加速差分特征自动化搜索的方法,并提出了一种改进的方法来搜索分组密码的最优差分特征。研究了线程数和询问条件的加速效果并提出了选择线程数以及询问条件的策略。使用STP和CryptoMiniSat分别搜索概率为2^(-24)、2^(-25)、2^(-26)的8轮SPECK96差分特征以及概率为2^(-39)的11轮HIGHT差分特征,并比较了在不同线程数和询问条件下求解SAT/SMT问题的耗时。研究发现线程数对搜索差分特征的耗时影响较大,而询问条件对搜索差分特征的耗时影响较小,从而提出了一种如何选择线程数和询问条件的策略。根据所提策略,使用改进的边界条件和方法搜索HIGHT的11轮最优差分特征,并首次获得了HIGHT的11轮最优差分特征的紧致概率,即2^(-45)。现有的11轮HIGHT最优差分特征概率的最紧致边界是P_(Opt)^(11)≥2^(-45)。这就意味着,利用现有11轮HIGHT最优差分特征概率的最紧致边界无法给出11轮HIGHT抗差分分析安全性的精确评估。因此,所提策略的结果是目前已知的最优结果。

关键词：差分分析差分特征自动化搜索 SAT求解器

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高级加密标准的差分特征

武汉大学学报（理学版） 2004年第1期50卷 60-64页

作者：曾祥勇张焕国刘合国武汉大学计算机学院湖北武汉430072 信息安全国家重点实验室中国科学院研究生院

通过对美国高级加密标准(AES)特点的分析,引入差分特征输入差分活性盒分布图的概念,给出了一种计算AES差分特征的方法,从而使得计算AES的多轮差分特征成为可能.并且给出了用这种方法获得的AES3～12轮高概率的差分特征,其中3、4轮差分特... 详细信息

通过对美国高级加密标准(AES)特点的分析,引入差分特征输入差分活性盒分布图的概念,给出了一种计算AES差分特征的方法,从而使得计算AES的多轮差分特征成为可能.并且给出了用这种方法获得的AES3～12轮高概率的差分特征,其中3、4轮差分特征的概率与理论值相符.到目前为止,本文给出的3～12轮差分特征概率是所有已知的AES的多轮差分特征概率中最大的;并且首次给出了AESr(3≤r≤12)轮最大概率差分特征的差分活性盒数目范围及概率上界.

关键词：高级加密标准差分特征分组密码差分活性盒 AES

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基于差分特征和高斯混合模型的湖南方言识别

计算机工程与应用 2009年第35期45卷 129-131页

作者：王岐学钱盛友赵新民湖南师范大学物理与信息科学学院长沙410081

语音的韵律是区分汉语方言的重要语音声学特征,而语音的差分特征是语音韵律的重要体现。采用差分特征ΔMFCC和ΔΔMFCC作为特征参数,用高斯混合模型(GMM)作为训练模型,通过计算测试样本的似然概率来识别方言的类型。用该方法对长沙方言... 详细信息

语音的韵律是区分汉语方言的重要语音声学特征,而语音的差分特征是语音韵律的重要体现。采用差分特征ΔMFCC和ΔΔMFCC作为特征参数,用高斯混合模型(GMM)作为训练模型,通过计算测试样本的似然概率来识别方言的类型。用该方法对长沙方言、邵阳方言、衡阳方言和普通话进行了识别研究,并与采用MFCC作为特征参数的识别效果进行了比较。实验结果表明差分特征具有识别率高、抗噪声性能更好等优点。

关键词：差分特征高斯混合模型方言识别

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基于近红外和可见光差分特征的图像融合方法

计算机应用研究 2022年第11期39卷 3516-3520页

作者：赵国辉张鹤杭州海康威视数字技术股份有限公司产品研发中心杭州310051

暗光环境拍摄的图像通常存在昏暗、噪声、偏色等退化问题。为此,提出一种基于差分特征的可见光与近红外融合方法。首先,观察到近红外与可见光图像成像不一致性,通过两者结构性差异构造差分特征;其次,利用差分特征映射为融合权重进行权... 详细信息

暗光环境拍摄的图像通常存在昏暗、噪声、偏色等退化问题。为此,提出一种基于差分特征的可见光与近红外融合方法。首先,观察到近红外与可见光图像成像不一致性,通过两者结构性差异构造差分特征;其次,利用差分特征映射为融合权重进行权重融合;最后,采用偏色校正方法对融合后易产生偏色区域进行亮度复原,使得融合后偏色区域颜色真实自然。提出的方法能切实有效地利用近红外信息,输出高质量清晰图像。实验结论表明,该方法在主观感受和客观评价上均优于现有算法。

关键词：图像融合差分特征近红外偏色校正

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基于深度差分特征的人脸表情识别

基于深度差分特征的人脸表情识别

作者：李志安徽大学

学位级别：硕士

人脸表情识别作为情绪识别领域的重要部分,是实现人机高级交互的必要条件,因此面部表情识别是当前一个热门的研究领域。人脸表情识别需要对监控设备所捕捉的表情图像或序列信息进行分类识别,因此如何有效地从监控设备中提取表情序列或... 详细信息

人脸表情识别作为情绪识别领域的重要部分,是实现人机高级交互的必要条件,因此面部表情识别是当前一个热门的研究领域。人脸表情识别需要对监控设备所捕捉的表情图像或序列信息进行分类识别,因此如何有效地从监控设备中提取表情序列或图片然后再进行相应的识别是很有意义的。本文主要工作是基于深度学习方法研究对表情序列中关键帧的提取和研究基于差分特征的表情识别,研究工作包含以下三点:(1)由于表情识别存在天花板效应,因此对表情强度与表情识别进行研究分析,提出了基于表情强度相对差分特征的表情帧提取网络RDEI。表情强度是表情状态相对于同一个人的中性表情状态而言的,因此表情强度的信息需要结合中性表情图像和表情图像才能获得。本文通过对FaceNet网络的改进,提出了通过表情强度提取序列中表情帧的RDEI网络。通过实验表明,发现在自定义的评价标准下,模型在预设的CK+与MMI数据集上实现了96%左右的准确率,证明了该理论方法的可行性。(2)考虑到因身份偏差可能导致预设数据集中的表情强度在不同样本中的差异性,为了保证表情识别任务的精度,本文提出了一种强度变换不变池策略ITI-pooling。在RDEI模型训练时,将同一类的表情数据组同时送到CNN网络中进行训练,再对输出矩阵的最大值响应得到差分特征向量,这将使得RDEI模型实现对表情强度变换的不变特性。通过对比实验证明,使用ITI-pooling优化训练的RDEI模型在损失收敛上有明显改进,在预设的测试集中,发现优化后的模型准确率更高,达到99%以上。(3)因样本的身份偏差与数据集规模较小的影响,本文提出了基于深度峰中差分多特征的表情识别网络DPDM。本文采用Siamese网络架构提取局部差分特征,并从RDEI网络的中间特征层提取全局差分特征,然后将两类特征聚合进行表情识别。通过对比实验表明,在FER任务中,本文的多特征比单一特征在准确率表现更好,同时证明了使用联合损失对模型训练的改善作用。最后,本文结合RDEI与DPDM构建了一个简单的表情识别系统,通过简单实验证明该系统能够自动的提取表情序列中的表情帧并进行表情识别任务。

关键词：表情识别表情帧提取强度变换不变池深度学习差分特征

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基于差分特征的多视角人脸检测

太赫兹科学与电子信息学报 2015年第2期13卷 272-278页

作者：杨智宇吴志红赵启军张艺衡四川大学计算机学院视觉合成图形图像技术国防重点科学实验室四川成都610065

针对真实环境下的多视角人脸检测问题,提出了一种基于差分特征的多视角人脸检测算法。它综合运用2种不同的差分特征:一阶NPD特征与二阶Laplace特征,结合Gentle Adaboost算法与分类回归树(CART),分别训练基于一阶和二阶差分特征的人脸检... 详细信息

针对真实环境下的多视角人脸检测问题,提出了一种基于差分特征的多视角人脸检测算法。它综合运用2种不同的差分特征:一阶NPD特征与二阶Laplace特征,结合Gentle Adaboost算法与分类回归树(CART),分别训练基于一阶和二阶差分特征的人脸检测器,再将这2种差分特征的检测结果进行融合,得到最终的人脸检测结果。本文的差分人脸检测器充分利用了2种差分特征的互补性,结合了一阶特征对光照的鲁棒性和二阶特征对旋转的鲁棒性,从而更好地实现了复杂环境下的多视角人脸检测。在CMU-MIT和FDDB两大公开人脸检测数据集中对提出的方法进行验证,结果证明了本文提出的差分人脸检测器的有效性,能够较好地检测复杂环境下的多视角人脸。

关键词：人脸检测差分特征 Gentle Adaboost算法分类与回归树融合

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自动化搜索ARX密码差分特征的方法

网络与信息安全学报 2016年第5期2卷 56-63页

作者：刘正斌中国科学院信息工程研究所信息安全国家重点实验室北京100093 中国科学院大学北京100049

要解决ARX密码算法差分特征的自动化搜索问题,关键是要解决搜索过程中模加差分的快速计算。首先,提出了相关差分分布表的概念,通过查找相关差分分布表,可以有效地计算模加的差分以及差分概率;其次,利用相关差分分布表,将Matsui算法扩展... 详细信息

要解决ARX密码算法差分特征的自动化搜索问题,关键是要解决搜索过程中模加差分的快速计算。首先,提出了相关差分分布表的概念,通过查找相关差分分布表,可以有效地计算模加的差分以及差分概率;其次,利用相关差分分布表,将Matsui算法扩展到ARX密码,提出了自动化搜索ARX密码差分特征的算法;最后,利用提出的搜索算法,搜索SPECK算法的差分特征,得到了SPECK32、SPECK48和SPECK64的最优差分特征。

关键词：分组密码 ARX 差分特征自动化搜索 SPECK