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保留格式加密模型研究

通信学报 2011年第6期32卷 184-190页

作者：刘哲理贾春福李经纬南开大学信息技术科学学院天津300071

对保留格式加密(FPE,format preserving encryption)进行了研究,指出加密模型的设计思想正向如何降低问题域的复杂性发展;提出了编码后加密(CtE,coding-then-encipher)的新模型,描述了工作原理及算法,分析了安全性;最后提出了CtE模型在c... 详细信息

对保留格式加密(FPE,format preserving encryption)进行了研究,指出加密模型的设计思想正向如何降低问题域的复杂性发展;提出了编码后加密(CtE,coding-then-encipher)的新模型,描述了工作原理及算法,分析了安全性;最后提出了CtE模型在charsn域内的一个应用方案,介绍了使用的编解码算法,分析了其效率。

关键词：保留格式加密排序后加密编码后加密随机基准值加密

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一种数值型的保留格式加密算法

信息安全研究 2023年第8期9卷 745-753页

作者：王浩张永平李同寒樊林畅中国人民警察大学智慧警务学院河北廊坊065099

对保留格式加密(formatpreserving encryption,FPE)进行了研究,提出一种新的数值型保留格式加密算法,未使用CycleWalking,显著提高了保留格式加密算法的性能.通过明文位数确定分组长度,包括偶数长度和奇数长度,其核心思想是通过构... 详细信息

对保留格式加密(formatpreserving encryption,FPE)进行了研究,提出一种新的数值型保留格式加密算法,未使用CycleWalking,显著提高了保留格式加密算法的性能.通过明文位数确定分组长度,包括偶数长度和奇数长度,其核心思想是通过构造加法群、有限域、S盒实现混淆和扩散,利用置换算法和跳过算法实现保留格式.密钥扩展算法按照明文的分组长度弹性输出,使用流密码的密钥生成器生成子密钥.用具体实例验证了所提出的算法能正确实现保留格式加密,且不同代数群运算和S盒的非线性变换增加了算法的安全性,安全性分析表明该算法可以达到实际安全性的要求.最后,将提出的算法和NIST提出的FPE算法标准FFX进行了比较,结果表明,对于FFX的一个128b的分组(32位十进制数字),所提出的算法比FFX快约30倍.

关键词：保留格式加密数字型不同代数群 S盒弹性长度分组

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基于国密的保留格式加密方案的实现

基于国密的保留格式加密方案的实现

作者：金仕卿北京邮电大学

学位级别：硕士

移动支付是指通过手机等移动设备进行支付的一种方式。移动支付为用户带来便利的同时,也伴随着用户隐私信息的泄露风险。利用国产商用密码进行数据加密显然是个很好的选择,它可以帮助保护用户的隐私安全,即使第三方被窃取也只能获取一... 详细信息

移动支付是指通过手机等移动设备进行支付的一种方式。移动支付为用户带来便利的同时,也伴随着用户隐私信息的泄露风险。利用国产商用密码进行数据加密显然是个很好的选择,它可以帮助保护用户的隐私安全,即使第三方被窃取也只能获取一串无法获得任何有效信息的密文。传统的分组密码进行加密时,会对明文原有的属性结构和长度进行破坏。这种破坏不但增加了底层存储设备的压力,而且在许多工业界的应用场景会需要改变应用程序或数据库的数据结构适应加密引发的数据属性的改变。本文设计并实现了基于保留格式加密的移动支付存储系统,加密后电子邮箱地址、手机号码、身份证号和中文姓名四种特征字符依旧保持原本的特征属性,解决了传统保留格式加密后无法存入数据库的问题。主要工作内容如下:1.本文从整数域保留格式加密开始,通过建立复杂映射关系的方式设计了移动支付场景的保留格式加密方案。本文首先以国产分组密码算法SM4为底层加密算法设计了整数域保留格式加密方案,并基于国产杂凑密码算法SM3设计了密钥生成方案;其次本文通过建立映射关系将字符型保留格式加密问题降为整数域的保留格式加密问题,设计了固定格式的字符型保留格式加密方案和混合格式的字符型保留格式加密方案,为移动支付场景的保留格式加密方案奠定了基础;最后本文分析了移动支付场景敏感数据的构造规则,建立了移动支付场景特征数据与整数域的双向映射关系,设计了基于电子邮箱地址、手机号码、身份证号和中文姓名的保留格式加密方案。2.本文设计并实现了基于保留格式加密的移动支付存储系统。本文首先从访问控制、交互、密码模块和数据库四个方面对系统进行设计,其次将系统划分为移动支付模块、密钥管理模块和保留格式加密模块三个部分并对三个模块进行了功能性实现,移动支付模块负责前端的访问控制,密钥管理模块负责为保留格式加密模块提供加密密钥,保留格式加密模块负责对特征敏感数据的加解密运算;最后对移动支付存储系统的加密及存储功能进行了测试。

关键词：国密算法保留格式加密移动支付

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保留格式加密的双扰工作模式

信息技术与网络安全 2022年第6期41卷 22-25,35页

作者：张玉安王野漆骏锋胡伯良北京海泰方圆科技股份有限公司北京100094 电子科技大学四川成都611731

在通常的分组密码ECB或CBC工作模式下,当数据分组的分组长度较小时,可能会因为密文组重复导致明文信息泄露。为此,给出了一种适用于保留格式加密算法的创新工作模式。以加密初始向量为起点,用一种密钥参与运算的非线性递归方法产生不可... 详细信息

在通常的分组密码ECB或CBC工作模式下,当数据分组的分组长度较小时,可能会因为密文组重复导致明文信息泄露。为此,给出了一种适用于保留格式加密算法的创新工作模式。以加密初始向量为起点,用一种密钥参与运算的非线性递归方法产生不可预测序列,并以加扰形式将该序列作用到分组迭代变换的输入和输出数据组中。即明文组变换到密文组的过程由明文加扰、分组加密和密文加扰三步构成。这样的工作模式将使得攻击者难以获得和积累明密对,以及实施已知明文攻击。这将在一定程度上消除某些密码算法因为明文组空间较小而存在的安全缺陷。因此,该工作模式适用于某些保留格式加密算法或分组较小的轻量级分组算法。

关键词：分组密码工作模式保留格式加密明文密文加扰

保留格式加密技术在民航信息系统数据处理中的应用研究

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计算机科学 2019年第B6期46卷 571-576页

作者：刘俊李泽昊苏国宇李婧雯中国民航大学计算机科学与技术学院

采用保留格式加密技术加密航班信息、旅客信息、客票信息等民航信息系统数据,选取简单、有效的FF1算法和FF3算法以及更为灵活的混合格式加密算法IFX,采取高位偏移、变长格式、数值间接映射、以数据库的id号为随机因子等策略优化扩展算... 详细信息

采用保留格式加密技术加密航班信息、旅客信息、客票信息等民航信息系统数据,选取简单、有效的FF1算法和FF3算法以及更为灵活的混合格式加密算法IFX,采取高位偏移、变长格式、数值间接映射、以数据库的id号为随机因子等策略优化扩展算法功能。在保证信息安全性、完整性和真实性的同时,保留民航信息系统数据的内在格式,支持在不解密数据的条件下实现对数据的统计分析,降低数据泄露的风险。

关键词：保留格式加密混合格式加密算法航班信息加密

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流式网络图像的保留格式加密

北京理工大学学报 2013年第12期33卷 1263-1268页

作者：刘哲理李敏游晓莺贾春福南开大学计算机与控制工程学院天津300071

根据流式网络图像(PNG)图像的压缩过程和格式要求,提出了基于保留格式加密的PNG图像的格式兼容加密方案.该方案在图像压缩之前,对各种类型的PNG图像采用不同的加密算法,实现对像素矩阵的保留格式加密.探讨了该方案在PNG图像的退化和保... 详细信息

根据流式网络图像(PNG)图像的压缩过程和格式要求,提出了基于保留格式加密的PNG图像的格式兼容加密方案.该方案在图像压缩之前,对各种类型的PNG图像采用不同的加密算法,实现对像素矩阵的保留格式加密.探讨了该方案在PNG图像的退化和保密两个方面的应用,通过实验对加密效率进行了分析.实验表明,该方案能够有效地实现对PNG图像的退化和保密,并具有较高的效率.

关键词：格式兼容加密保留格式加密 PNG图像退化保密

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变长编码字符型数据的保留格式加密

吉林大学学报（工学版） 2012年第5期42卷 1257-1261页

作者：李敏贾春福李经纬刘哲理董宗庆南开大学信息技术科学学院天津300071

提出了两种变长编码字符型数据的保留格式加密方案。方案1基于Feistel网络构建合适的分组密码,并结合cycle-walking确保密文输出在合理范围内,适用于明文较短且需要隐藏字符个数的保留格式加密;方案2将明文消息空间划分为若干子集,在子... 详细信息

提出了两种变长编码字符型数据的保留格式加密方案。方案1基于Feistel网络构建合适的分组密码,并结合cycle-walking确保密文输出在合理范围内,适用于明文较短且需要隐藏字符个数的保留格式加密;方案2将明文消息空间划分为若干子集,在子集上进行定长编码字符型数据的加密,具有较高效率,适用于任意明文长度的保留格式加密。

关键词：计算机系统结构保留格式加密变长编码字符型数据 Feistel网络 cycle-walking

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敏感信息的保留格式加密模型

南开大学学报（自然科学版） 2012年第5期45卷 1-6页

作者：李敏刘哲理游晓莺贾春福南开大学信息技术科学学院天津300071

提出了基于保留格式加密(FPE:format-presetving encryption)的敏感信息通用加密模型,并提供了适用于该模型的密钥分散算法.分析了模型的安全性,包括FPE算法的安全性和密钥分散算法的安全性.提出了存在分段约束的特定格式敏感信息FPE算... 详细信息

提出了基于保留格式加密(FPE:format-presetving encryption)的敏感信息通用加密模型,并提供了适用于该模型的密钥分散算法.分析了模型的安全性,包括FPE算法的安全性和密钥分散算法的安全性.提出了存在分段约束的特定格式敏感信息FPE算法,并分析了该算法的安全性和效率.

关键词：保留格式加密敏感信息密钥分散分段约束

基于改进保留格式加密的民航旅客数据脱敏方法

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信息网络安全 2021年第5期21卷 39-47页

作者：顾兆军蔡畅王明中国民航大学信息安全测评中心天津300300 中国民航大学计算机科学与技术学院天津300300 中国民航信息网络股份有限公司北京101318

文章提出逆推检验法和瑕疵度指标,以量化和检验脱敏后数据的关联性。同时提出消除基于保留格式加密的数据关联性敏感子段模型,通过计算各个子段之间的关联性并设置阈值消除关联性,筛选合理的脱敏子段。理论分析和实验结果表明,改进后保... 详细信息

文章提出逆推检验法和瑕疵度指标,以量化和检验脱敏后数据的关联性。同时提出消除基于保留格式加密的数据关联性敏感子段模型,通过计算各个子段之间的关联性并设置阈值消除关联性,筛选合理的脱敏子段。理论分析和实验结果表明,改进后保留格式加密方法脱敏的数据的瑕疵度降低,在有效降低数据泄露风险的同时保证了数据的可用性。

关键词：数据脱敏保留格式加密关联性瑕疵度