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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

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高速椭圆曲线密码协处理器的设计与实现

华南理工大学学报（自然科学版） 2010年第5期38卷 90-94页

作者：何德彪陈建华胡进武汉大学数学与统计学院湖北武汉430072

为提高椭圆曲线密码协处理器的性能,首先提出了一种改进的蒙哥马利模乘算法以及针对该算法的流水线结构,然后对椭圆曲线的点加和点倍计算流程进行优化,充分发挥模乘单元的流水线优势,使得协处理器计算参数为256 b的点乘只需要232 704个... 详细信息

为提高椭圆曲线密码协处理器的性能,首先提出了一种改进的蒙哥马利模乘算法以及针对该算法的流水线结构,然后对椭圆曲线的点加和点倍计算流程进行优化,充分发挥模乘单元的流水线优势,使得协处理器计算参数为256 b的点乘只需要232 704个时钟周期.实验结果表明:在Cycloe Ⅱ EP2C35芯片上实现协处理器需要21000个基本单元,位长为256 b的点乘的计算性能达到1287次/s.

关键词：公钥密码乘法器现场可编程门列阵椭圆曲线密码蒙哥马利模乘

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常量噪声下带辅助输入的LPN公钥密码

密码学报 2017年第5期4卷 506-516页

作者：程海涛韩刚钱海峰华东师范大学计算机科学技术系西北工业大学电子信息学院

在STOC 2009上,Dodis,Kalai和Lovett研究了(静态的)带有指数级难以求逆辅助输入的LPN(Learning Parity with Noise)问题的困难性,他们通过引入一个新的假设(被称为带噪声的子空间学习问题,Learning Subspace with Noise)证明了LPN问题... 详细信息

在STOC 2009上,Dodis,Kalai和Lovett研究了(静态的)带有指数级难以求逆辅助输入的LPN(Learning Parity with Noise)问题的困难性,他们通过引入一个新的假设(被称为带噪声的子空间学习问题,Learning Subspace with Noise)证明了LPN问题在高噪声条件下是准多项式(quasi-polynomial)困难的,然而他们的结果并未在LPN的标准假设下得到证明.本文将介绍Yu(ePrint 2009/467)以及Goldwasser等人在ITCS 2010上提出的"从子空间中取样(sampling from subspace)"技术,利用该技术Yu等人(CRYPTO 2016)证明了标准LPN蕴含了一种新的健壮的(抗泄漏)工作模式.换而言之,常量噪声(constant-noise)的LPN在带有亚指数级难以求逆的辅助输入时仍具有与标准LPN假设下可比拟的安全性.更进一步,在亚指数级困难(即(?)),n为密钥大小)常量噪声LPN假设下,Yu等人(CRYPTO 2016)基于poly-logarithmic熵源得到一种LPN问题变体,并进一步构造CPA/CCA安全公钥加密(PKE)方案和不经意传输(oblivious transfer,OT)协议,从而证明了标准LPN蕴含公钥加密.在此之前(特别是自Alekhnovich发表在FOCS 2003的工作以来),如何在常量噪声LPN假设下构造PKE和OT—直是未解决的公开问题.

关键词： LPN问题后量子公钥密码辅助输入选择明文攻击公钥密码

基于联立丢番图逼近的子集和问题启发式求解算法

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密码学报 2017年第5期4卷 498-505页

作者：王保仓卢珂西安电子科技大学综合业务理论与关键技术国家重点实验室西安710071 桂林电子科技大学认知无线电与信息处理省部共建教育部重点实验室桂林541004

子集和问题是计算机科学中的一个重要问题,也被应用于公钥密码和伪随机函数的设计.学界已提出多个求解一般子集和问题的通用求解算法及求解特定子集和问题的特殊求解算法.本文通过建立子集和问题和联立丢番图逼近问题之间的联系,提出一... 详细信息

子集和问题是计算机科学中的一个重要问题,也被应用于公钥密码和伪随机函数的设计.学界已提出多个求解一般子集和问题的通用求解算法及求解特定子集和问题的特殊求解算法.本文通过建立子集和问题和联立丢番图逼近问题之间的联系,提出一种新的子集和问题启发式求解算法.该算法由给定的子集和问题构造联立丢番图逼近问题,使用格归约算法寻找该联立丢番图逼近问题的解,由此构造与原始子集和问题线性无关的新的子集和问题,从而达到降低原始子集和问题维数的目的;最后,通过n-1个联立丢番图逼近问题的解来构造n—1个线性无关的子集和问题,并通过求解一个由n个变量和n个线性方程构成的方程组来求解原始子集和问题.基于联立丢番图逼近的子集和问题启发式求解算法为子集和问题研究提供了新的思路.

关键词：子集和问题联立丢番图逼近启发式算法公钥密码格归约

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基于箝位矩阵的公钥密码

计算机科学与应用 2023年第4期13卷 789-798页

作者：陆成刚浙江工业大学理学院浙江杭州

箝位矩阵是一类以一定范围内的非负整数作为构成元素的矩阵,且在运算过程中这些元素始终被钳制在该范围内。构造两组在箝位运算下互逆的方阵,由此生成一对密钥。在一阶矩阵情形下,箝位设计的密码系统只具多项式复杂度的破解强度,当二阶... 详细信息

箝位矩阵是一类以一定范围内的非负整数作为构成元素的矩阵,且在运算过程中这些元素始终被钳制在该范围内。构造两组在箝位运算下互逆的方阵,由此生成一对密钥。在一阶矩阵情形下,箝位设计的密码系统只具多项式复杂度的破解强度,当二阶以上时,原先的破解成因不复存在,从而陡然升级为NP复杂度的强度,且随着矩阵阶数的增大而呈指数增强。箝位矩阵的公钥密码具有独特的批处理加解密形式,虽然涉及矩阵乘法,但对每个明文处理单位而言,平均计算占有并不高。和传统的RSA、Elgamal和椭圆密码等基于大素数(或基于由大素数参与构造的有限域)不同,箝位矩阵的公钥密码的密钥获取极其容易,不需要耗费资源作素数检验,而且箝位矩阵的公钥密码系统具有自然的随机性效应,不像RSA需要专门设计的附加随机填充的模式,或者不像Elgamal引入临时性的随机密钥那样的协议交互的设计。由此可以证明,箝位矩阵密码系统具有像离散对数困难性那样的归约到枚举未定矩阵形式的NP复杂度强度。

关键词：箝位矩阵公钥密码 RSA算法 Elgamal算法辗转相除法

An efficient quantum meet-in-the-middle attack against NTRU-2005

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Chinese Science Bulletin 2013年第28期58卷 3514-3518页

作者： WANG Hong MA Zhi MA ChuanGui State Key Laboratory of Mathematical Engineering and Advanced Computing

NTRU is one of the most widely used public-key cryptosystems and its security has been an active research topic.This paper proposes a new way to find NTRU-2005 private key.The algorithm is based on meet-in-the-middle attack and a quantum algorithm for searching the fixed weight target.Compared with the current classical and quantum meet-in-the-middle attacks,our algorithm has lower time and space complexity.Moreover,this attack can also be applied against different versions of NTRU.The result can help to understand the security of NTRU better.

关键词：中间人攻击量子算法 NTRU 空间复杂度公钥密码安全性私钥搜索

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Z_N上离散对数量子计算算法

计算机学报 2014年第5期37卷 1058-1062页

作者：付向群鲍皖苏王帅解放军信息工程大学 73671部队

文中通过多次量子Fourier变换和变量代换,给出了一个ZN上离散对数量子计算算法,刻画了元素的阶r与算法成功率的关系,当r为素数时,算法成功的概率接近于1,新算法所需基本量子门数的规模为O(L3),且不需要执行函数|f(x1,x2)〉的量子Fourie... 详细信息

文中通过多次量子Fourier变换和变量代换,给出了一个ZN上离散对数量子计算算法,刻画了元素的阶r与算法成功率的关系,当r为素数时,算法成功的概率接近于1,新算法所需基本量子门数的规模为O(L3),且不需要执行函数|f(x1,x2)〉的量子Fourier变换的反演变换,优于已有的ZN上离散对数量子计算算法,其中L=[log N]+1.

关键词：量子Fourier变换离散对数量子计算算法公钥密码量子门网络安全信息安全

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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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一种基于QC-LDPC码的数字签名算法

计算机科学 2019年第6期46卷 162-167页

作者：杨雪菲郑东任方西安邮电大学通信与信息工程学院西安710121 西安邮电大学无线网络安全技术国家工程实验室西安710121

基于编码的公钥密码技术能够抵抗量子算法的攻击,针对经典的CFS签名方案密钥量大的缺陷,文中提出了一种基于QC-LDPC码的CFS签名方案。该方案基于QC-LDPC码改进了传统的CFS签名方案,签名过程中使用了QC-LDPC码的BP快速译码算法。分析表明... 详细信息

基于编码的公钥密码技术能够抵抗量子算法的攻击,针对经典的CFS签名方案密钥量大的缺陷,文中提出了一种基于QC-LDPC码的CFS签名方案。该方案基于QC-LDPC码改进了传统的CFS签名方案,签名过程中使用了QC-LDPC码的BP快速译码算法。分析表明,新方案在不降低安全性的同时,能够有效抵抗现有量子算法的攻击,减小了CFS签名方案的密钥存储空间,提高了方案的签名效率。

关键词：公钥密码 QC-LDPC码 CFS签名方案 BP译码算法