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公钥密码的量子攻击研究现状与展望

网络安全与数据治理 2022年第9期41卷 3-12页

作者：崔富鑫王辈刘焱李叶合肥本源量子计算科技有限责任公司安徽合肥230000

近些年,随着量子计算的发展,以Shor算法为首的量子算法展现了对公钥密码体制的严重威胁。研究者们一方面研究量子算法对公钥密码的攻击实现,一方面着手后量子密码算法的过渡迁移。就此议题,首先介绍几类常用的公钥密码算法和相关量子攻... 详细信息

近些年,随着量子计算的发展,以Shor算法为首的量子算法展现了对公钥密码体制的严重威胁。研究者们一方面研究量子算法对公钥密码的攻击实现,一方面着手后量子密码算法的过渡迁移。就此议题,首先介绍几类常用的公钥密码算法和相关量子攻击算法。其次,重点介绍Shor算法以及量子优化等算法攻击公钥密码算法的国内外研究现状,特别是对RSA和ECC的攻击实现以及当前存在的困难。最后,结合当前公钥密码量子攻击的研究进展以及后量子密码的发展,对产学研的未来发展规划作出了一些建议与展望。

关键词：公钥密码 RSA ECC Shor算法量子优化算法

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基于多离散对数问题的公钥密码的分析

电子学报 2018年第1期46卷 218-222页

作者：苏盛辉孙国栋南京航空航天大学计算机学院江苏南京211106 北京工业大学计算机学院北京100124 南京理工大学公共安全科技创新中心江苏南京210094

本文对一个特定群生成元系中元素的阶数的选取做了讨论,对多离散对数问题和基于它的公钥加密方案做了分析.指出在原文所述情况下,多离散对数问题可转化为离散对数问题,从而,该问题存在亚指数时间解,并导致相关私钥在大多数情况下是亚指... 详细信息

本文对一个特定群生成元系中元素的阶数的选取做了讨论,对多离散对数问题和基于它的公钥加密方案做了分析.指出在原文所述情况下,多离散对数问题可转化为离散对数问题,从而,该问题存在亚指数时间解,并导致相关私钥在大多数情况下是亚指数时间不安全的.本文进一步指出,在几乎任何情况下,密文还原问题都可转化为离散对数问题,从而,它也存在亚指数时间解.所以,要把离散对数问题和El Gamal公钥密码改造成抗Shor量子算法攻击的,还需做更深入的、持久的探索.

关键词：多离散对数问题公钥密码安全性量子算法亚指数时间解

基于Polar码的Niederreiter公钥密码体制

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密码学报 2018年第6期5卷 623-630页

作者：杨超肖东亮顾珍珍储汪兵中国农业大学信息与电气工程学院北京100083

近几年量子计算机取得了飞速发展,这势必会对传统密码学产生一定的影响,而基于纠错码的公钥密码体制被认为是一类可以抵抗量子攻击的密码体制.本文首先回顾了基于各种纠错码的公钥密码体制的研究背景,其次重点介绍了Polar码的SC快速译... 详细信息

近几年量子计算机取得了飞速发展,这势必会对传统密码学产生一定的影响,而基于纠错码的公钥密码体制被认为是一类可以抵抗量子攻击的密码体制.本文首先回顾了基于各种纠错码的公钥密码体制的研究背景,其次重点介绍了Polar码的SC快速译码算法,利用SC译码算法,提出了基于Polar码的Niederreiter公钥密码体制,其安全性建立在大矩阵分解困难性与线性分组码的译码是NP完全问题的双重基础上.该密码体制比基于其他纠错码的Niederreiter公钥密码体制复杂度更小、实现效率更高;通过仿真和安全性、计算效率上的分析得出该体制能抵御多种攻击,如解方程攻击、选择明文攻击和选择密文攻击等,是一种工作因子能达到2^(82)的密码体制,可以用在需要传输的信息量小,而对安全性要求高的场景.

关键词：公钥密码 Niederreiter体制 Polar码 SC译码算法

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基于单像素成像和公钥密码的图像加密技术

电力信息与通信技术 2022年第5期20卷 87-94页

作者：蒋新竹袁胜华北水利水电大学信息工程学院河南郑州450000

针对现有单像素加密技术大多基于对称加密、传输密钥量过大等不足,文章提出了一种基于单像素成像和公钥密码的图像加密技术,首先利用2组随机数分别作为哈达玛矩阵(Hadamard)的行序列和列序列,对其进行扰乱,随后利用数字微镜将扰乱后的... 详细信息

针对现有单像素加密技术大多基于对称加密、传输密钥量过大等不足,文章提出了一种基于单像素成像和公钥密码的图像加密技术,首先利用2组随机数分别作为哈达玛矩阵(Hadamard)的行序列和列序列,对其进行扰乱,随后利用数字微镜将扰乱后的正交矩阵作为调制模板投射到秘密图像上,通过单像素探测器进行探测获取密文,并利用RSA加密算法中的公钥对2组随机数进行加密,完成加密过程。秘密信息的解密过程是加密的逆过程。仿真实验证明,该方法在攻击者窃听率达到50%仍能保证秘密信息不泄露,还原图像清晰可见,并对统计学攻击和唯密文攻击都有一定的抵抗能力,在遭受椒盐、高斯等常见噪声攻击后,还原图像仍可辨认出原始信息,有非常良好的鲁棒性。本方法使用公钥密码加密,提高了系统安全性;通过随机序列产生随机正交矩阵,在保证解密图像质量的前提下,减少了密钥量,提升了加密效率。

关键词：单像素成像图像加密 Hadamard矩阵公钥密码

基于矩阵作用问题的公钥密码体制抗量子攻击安全性分析

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通信学报 2023年第3期44卷 220-226页

作者：黄华伟贵州师范大学数学科学学院贵州贵阳550025

半群作用问题作为离散对数问题的推广,在公钥密码的设计中有着重要应用。通过分析基于整数矩阵乘法半群在交换群直积上的作用问题的公钥密码体制,将矩阵看作直积元素的指数,这类矩阵作用具有类似群的指数运算法则。首先证明了若矩阵作... 详细信息

半群作用问题作为离散对数问题的推广,在公钥密码的设计中有着重要应用。通过分析基于整数矩阵乘法半群在交换群直积上的作用问题的公钥密码体制,将矩阵看作直积元素的指数,这类矩阵作用具有类似群的指数运算法则。首先证明了若矩阵作用是单射或隐藏子群的生成元个数小于或等于矩阵阶的平方,则这类矩阵作用问题可在多项式时间归约为矩阵加法群直和的隐藏子群问题。其次证明了交换矩阵作用问题一定可在多项式时间归约为矩阵加法群直和的隐藏子群问题。因此基于这类矩阵作用问题的公钥密码体制无法抵抗量子攻击,该结论对抗量子攻击的公钥密码设计有理论指导意义。

关键词： Shor算法隐藏子群问题半群作用问题公钥密码抗量子攻击

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基于公钥密码的通信网络安全加密系统设计

重庆理工大学学报（自然科学） 2020年第10期34卷 146-152页

作者：鲍海燕芦彩林李俊丽晋中学院信息技术与工程学院山西晋中030619 太原科技大学机械学院太原030024

为更快速、高效地实现通信网络加密,设计并构建了基于公钥密码的通信网络安全加密系统。将系统划分为登录模块、加密模块和解密模块3部分。在加密过程中,依据公、私钥加密、报文摘要和随机数生成四者互为依存的原则,构成难以攻击和入侵... 详细信息

为更快速、高效地实现通信网络加密,设计并构建了基于公钥密码的通信网络安全加密系统。将系统划分为登录模块、加密模块和解密模块3部分。在加密过程中,依据公、私钥加密、报文摘要和随机数生成四者互为依存的原则,构成难以攻击和入侵的加密链。系统运行过程中,在定义发送端和接收端后输入明文,调用MD5算法对报文摘要进行计算,调用RSA算法通过发送端的私钥对摘要进行加密,将摘要加密结果和发送端的标识符组合起来,调用RSA算法通过接收端的公钥加密组合生成随机会话密码,调用IDEA算法通过会话密码对明文进行加密,再调用RSA算法根据接收端的公钥实现会话密钥加密,并生成带有乱码的信息。依据加密系统模型中信息加密逆过程,利用综合解密法实现加密文档的解密。实验结果表明:与传统的加密系统相比,该系统加密过程耗时较短,被解密数据所占比重较少,且安全性较高,证明该系统能有效维护通信网络信息的安全性。

关键词：公钥密码通信网络信息加密 RSA算法

一种基于有限域乘法单群的公钥密码算法及实现

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通信技术 2022年第3期55卷 346-350页

作者：江宝安重庆移通学院重庆401520 重庆邮电大学重庆400065

公钥密码是一种非对称加密密码算法,典型的公钥密码算法有RSA、ElGamal和椭圆曲线密码(Elliptic Curves Cryptography,ECC)算法,这些算法都有各自的优缺点,适应不同场合。基于阶为梅森素数的有限域乘法单群,提出了一种新的Diffie-Hellma... 详细信息

公钥密码是一种非对称加密密码算法,典型的公钥密码算法有RSA、ElGamal和椭圆曲线密码(Elliptic Curves Cryptography,ECC)算法,这些算法都有各自的优缺点,适应不同场合。基于阶为梅森素数的有限域乘法单群,提出了一种新的Diffie-Hellman公钥密码算法。该算法本身基于模2运算,便于软硬件实现,若用硬件实现,只需移位寄存器和异或门。理论分析和计算仿真均证明了该算法的有效性,性能优于经典的RSA和ElGamal公钥算法。

关键词：公钥密码有限域有限单群梅森素数 ElGamal RSA

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基于多离散对数问题的公钥密码

电子与信息学报 2014年第6期36卷 1423-1427页

作者：付向群鲍皖苏史建红李发达信息工程大学郑州450004

该文首先定义了多离散对数问题,给出了现有隐含子群问题量子计算算法不适用于求解该问题的必要条件,且该问题在经典计算模式下,其困难性比离散对数问题难,用于求解有限域上离散对数问题的数域筛法不适用于求解多离散对数问题。然后设计... 详细信息

该文首先定义了多离散对数问题,给出了现有隐含子群问题量子计算算法不适用于求解该问题的必要条件,且该问题在经典计算模式下,其困难性比离散对数问题难,用于求解有限域上离散对数问题的数域筛法不适用于求解多离散对数问题。然后设计了基于多离散对数问题的公钥密码,其安全性依赖于多离散对数问题,且公私钥的数据量小,分析了算法参数的选取原则,证明了算法脱密原理的正确性,算法在每次加密时需要随机选取一个数,使得算法对同一个明文加密所得的密文不一定相同。

关键词：密码学离散对数问题公钥密码量子计算

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国产商用公钥密码专栏序言 (中英文)

密码学报 2021年第4期8卷 680-683页

作者：翁健黄欣沂何德彪暨南大学广州510632 福建师范大学计算机与网络空间安全学院福州350117 武汉大学国家网络安全学院武汉430072

密码是国家的重要战略资源,直接关系国家政治安全、经济安全、国防安全和信息安全.根据2020年1月1日正式施行的《中华人民共和国密码法》,密码分为核心密码、普通密码和商用密码.核心密码、普通密码用于保护国家秘密信息,属于国家秘密;... 详细信息

密码是国家的重要战略资源,直接关系国家政治安全、经济安全、国防安全和信息安全.根据2020年1月1日正式施行的《中华人民共和国密码法》,密码分为核心密码、普通密码和商用密码.核心密码、普通密码用于保护国家秘密信息,属于国家秘密;商用密码用于保护不属于国家秘密的信息,公民、法人和其他组织可以依法使用商用密码保护网络与信息安全.由国家密码管理局组织,我国自主设计的基于椭圆曲线公钥密码算法SM2、密码杂凑算法SM3、分组密码算法SM4、序列密码算法祖冲之(ZUC)、标识密码算法SM9等商用密码已成为国家标准,有效保障了国家网络与信息安全.

关键词：网络与信息安全商用密码秘密信息公钥密码分组密码算法 SM2 国防安全自主设计