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基于BiGRU的数据通信加解密模型的研究

计算机与数字工程 2022年第8期50卷 1746-1750页

作者：张仕忠彭艳兵武汉邮电科学研究院武汉430070 南京烽火天地通信科技有限公司南京210019

密码学在通信过程中的作用关键就是对数据的加解密,利用神经网络来实现数据通信的加解密是一个新的研究方向,即神经网络也能够学会用密码学中的知识来对神经网络之间的通信信息进行加解密保护。因此,论文提出了一个以BiGRU为核心的数据... 详细信息

密码学在通信过程中的作用关键就是对数据的加解密,利用神经网络来实现数据通信的加解密是一个新的研究方向,即神经网络也能够学会用密码学中的知识来对神经网络之间的通信信息进行加解密保护。因此,论文提出了一个以BiGRU为核心的数据通信加解密模型,由神经网络组成端到端的数据通信结构,然后通过神经网络去学习通信过程中数据的加密和解密。在对称密钥加密实验方案下,模型能够保证端到端的数据通信正常,且在抗窃听能力方面比基于卷积神经网络的数据通信模型有更好的表现效果。

关键词：密码学神经网络数据通信加解密

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具有hook机制的过滤驱动加解密模型

高技术通讯 2016年第7期26卷 677-683页

作者：蔡强薛子育毛典辉李海生曹健北京工商大学计算机与信息工程学院食品安全大数据技术北京市重点实验室北京100048

研究了文件保护的加解密技术。针对文件采用过滤驱动模型进行加解密导致文件标识不统一与内存明文泄露风险增加等安全问题,设计了一种hook机制和过滤驱动方法相结合的加解密模型。该模型采用过滤驱动方法对文件进行加解密,同时引入hook... 详细信息

研究了文件保护的加解密技术。针对文件采用过滤驱动模型进行加解密导致文件标识不统一与内存明文泄露风险增加等安全问题,设计了一种hook机制和过滤驱动方法相结合的加解密模型。该模型采用过滤驱动方法对文件进行加解密,同时引入hook机制对内存中文件操作行为进行捕获,使得加解密前后的文件具有相同标识,在保证用户原有文件操作习惯的同时,实现了文件内存明文恢复风险的降低。理论分析和试验结果表明,该模型在三种加密模式下,可以针对不同文件进行快速加解密,同时较过滤驱动加解密模型,其恢复风险下降3%以上。

关键词：文件系统信息安全透明加密过滤驱动 hook 加解密

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基于FPGA的高并行加解密研究

中国科技成果 2023年第3期24卷 16-18页

作者：梁家浩左金印中国电子信息产业集团有限公司第六研究所北京100083

文章主要以FPGA数据传输加解密研究状况为主题对象,试图厘清FPGA数据加密解基于不同算法不同系统的脉络,对于该项研究的一些过程与系统成果,其研究意义的探讨源流,展现FPGA与数据传输加解密和多算法多应用的研究设计.通过该文章可以初... 详细信息

文章主要以FPGA数据传输加解密研究状况为主题对象,试图厘清FPGA数据加密解基于不同算法不同系统的脉络,对于该项研究的一些过程与系统成果,其研究意义的探讨源流,展现FPGA与数据传输加解密和多算法多应用的研究设计.通过该文章可以初步认清基于FPGA的高并行加解密研究所处的方位,以此为接下来更进一步地研究与创新做一简单明了的回顾性综述.

关键词： FPGA 加解密 AES算法信息安全

基于国密算法的加解密和签名验签系统设计及其实现

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基于国密算法的加解密和签名验签系统设计及其实现

作者：郑欣广东工业大学

学位级别：硕士

互联网技术飞速发展对我国信息安全提出挑战,大部分智能设备都存在严重安全漏洞,而这些漏洞会让攻击者能够轻易入侵用户网络。安全芯片无疑可以在网络安全领域发挥重要的作用,SM2、SM3、SM4国密技术发展较快,但在实际应用中仍然存在优... 详细信息

互联网技术飞速发展对我国信息安全提出挑战,大部分智能设备都存在严重安全漏洞,而这些漏洞会让攻击者能够轻易入侵用户网络。安全芯片无疑可以在网络安全领域发挥重要的作用,SM2、SM3、SM4国密技术发展较快,但在实际应用中仍然存在优化的空间,纯软件实现和纯硬件实现都会存在各自的缺陷,所以软硬件协同设计在芯片领域应运而生,避免了软件和硬件的不足,结合两者的优点,达到性能和效率最大化,具有很大的研究价值。数据的加解密仍然是安全领域的一个重要分支,为了保证数据在传输过程中不被破解,系统安全等级至关重要,所以需要更安全的加解密算法去实现。而数字签名可以保证用户身份的真实可靠,实现信息的完整性,确保数据在存储、传输和处理的过程中的安全和抗抵赖性。为了保证智能设备的安全通信,对于轻量级加密,尤其应用于物联网的加密芯片,在保证芯片的运算速度和安全性的同时,普遍存在芯片面积过大,功耗较高的缺陷。为了突破这一瓶颈,本文提出一种基于国密算法S M2、S M3、S M4的S o C安全模块的软硬件协同设计及其实现保密通信的系统解决方案。首先通过纯软件实现加解密和签名验签算法,然后进一步对纯软件实现算法进行性能和资源占用情况分析,将占用资源大、运算速度慢的模块(比如点乘运算)用硬件实现,对灵活性要求较高、速度影响不大的模块用软件实现,其次通过AHB总线接口IP,AHB总线时钟驱动和软件调度实现控制各软硬件模块的运算和数据传输,最后通过资源分配、软硬件的协同设计和调度实现了基于安全芯片的保密通信系统。本文通过研究各加密模块的原理和复杂度,芯片的功耗和面积,在不影响芯片运算速度的前提下,最大化的优化系统结构,并通过对比分析得出一套能够实现数据加解密、签名验签功能的最优的软硬件划分方案。通过FPGA验证、芯片流片后的功能验证和性能测试,结果表明该系统满足设计要求和物联网安全需求。该设计在SMIC 110nm工艺,36MHz时钟下进行测试,生成公私钥对速度可达75次/秒,签名和验签速度可达71次/秒和37次/秒,软硬件协同加解密的吞吐率约为12.36Mbps,其中SM2/3/4的功耗约为6.8m W,总面积约为1mm2,具有结构简单、低功耗、面积小、频率低的特性,适合于目前安全芯片的应用场景。

关键词：信息安全国密技术软硬件协同设计加解密签名验签

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一种基于memory的数据加解密算法

微电子学与计算机 2015年第4期32卷 61-64页

作者：张金旻谢小东电子科技大学四川成都610054

对于memory的研究,大部分都只是停留在对容量的扩充,速度的提高等性能提升方面,很少涉及对memory进行辅助设计以实现更多的特殊功能.提出了一种通过对memory地址作用加解密算法,利用memory自身的特性来实现对数据的加解密的功能,并通过... 详细信息

对于memory的研究,大部分都只是停留在对容量的扩充,速度的提高等性能提升方面,很少涉及对memory进行辅助设计以实现更多的特殊功能.提出了一种通过对memory地址作用加解密算法,利用memory自身的特性来实现对数据的加解密的功能,并通过实验仿真验证了该方法的可行性.

关键词： Memory 加解密仿真

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区块链加解密专利技术综述

专利代理 2021年第4期 19-26页

作者：张晓娜王凯凯国家知识产权局专利局专利审查协作天津中心

目前,区块链技术已经广泛地应用到数字金融、物联网、智能制造、供应链管理、数字资产交易等多个领域。为解决区块链技术中存在区块数据被篡改、伪造、个人隐私泄露和监管困难等亟待解决的问题,人们将非对称加密等加解密技术应用于区块... 详细信息

目前,区块链技术已经广泛地应用到数字金融、物联网、智能制造、供应链管理、数字资产交易等多个领域。为解决区块链技术中存在区块数据被篡改、伪造、个人隐私泄露和监管困难等亟待解决的问题,人们将非对称加密等加解密技术应用于区块的生成、区块数据加密以及数字签名中。本文对区块链中加解密技术相关专利文献进行统计分析,并梳理了区块链中加解密技术的技术演进。

关键词：区块链加解密技术演进

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加解密移动存储数据分发系统

加解密移动存储数据分发系统

作者：贾立恺郑州大学

学位级别：硕士

为了满足部队作战训练的需要,解决机密作战信息易截获易破译问题,开展了《加解密移动存储数据分发系统》的研制工作。系统使用192位密钥的3DES分组加解密算法,密文和密钥在专用硬件中存储,计算机内只有明文,有效保护数据安全。系统由PC... 详细信息

为了满足部队作战训练的需要,解决机密作战信息易截获易破译问题,开展了《加解密移动存储数据分发系统》的研制工作。系统使用192位密钥的3DES分组加解密算法,密文和密钥在专用硬件中存储,计算机内只有明文,有效保护数据安全。系统由PCI加解密板卡和移动载体两部分组成。PCI加解密板卡主要分为3DES加解密模块、PCI接口IP核模块和USB数据传输模块三个部分。其中3DES加解密模块和PCI接口IP核模块在可编程逻辑芯片FPGA内实现,是整个系统的核心。详细阐述了PCI总线的传输协议、PCI接口IP核的设计过程,3DES算法的原理、步骤和VHDL代码实现,以及USB数据传输模块的芯片选择、电路连接,开发工具为QuartusII8.0。PCI接口IP设计中,着重介绍状态机和FIFO模块的设计,并给出了仿真的结果。3DES的16轮运算采用逻辑综合式来实现,使加密一组数据的时间由16个周期缩短为1个,并给出了S盒和子密钥生成两个模块的设计步骤。系统PCB制版采用可靠的4层电路板设计。在软件方面主要包括WDM驱动程序、上层应用程序和单片机C51程序三个部分,开发工具为DriverStudio2.7和Visual C++6.0。介绍了WDM在软硬件之间通信的作用,以及WDM的主要例程如DriverEntry、AddDevice等。在上层应用程序中分析了应用程序与WDM驱动程序之间的通信过程。C51程序主要负责与USB芯片CH375B通信,给出了其工作流程以及部分核心源代码。软件方面采用指令冗余、标志判断、看门狗等措施来提高系统运行的稳定性,消除程序可能发生的弹飞、进入死循环或死机状态。系统采用硬件加解密,提高了机密信息的安全性,有效防止截获和破译,满足了当前作战训练的需要,填补了国内此类设备空白,具有显著的军事和经济效益。试用结果表明：系统性能稳定、集成度高、操作简便,可较好的保护机密作战信息。

关键词：加解密 FPGA PCI IP核 3DES算法 WDM驱动

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动态混沌加解密及其在VoIP中的应用

计算机科学 2014年第B11期41卷 268-271页

作者：石婕仲伟波葛秀梅苏州理工学院镇江212003 江苏科技大学电信学院镇江212003

随着网络普及和带宽提升,网络语音传输已成为现实,但网络的开放性也给语音安全带来了巨大威胁。数据加密常被用来保证网络语音通信的安全,混沌序列的宽频谱、类随机、参数敏感等特点使其非常适合作为加解密密钥。为避免长时间使用固定... 详细信息

随着网络普及和带宽提升,网络语音传输已成为现实,但网络的开放性也给语音安全带来了巨大威胁。数据加密常被用来保证网络语音通信的安全,混沌序列的宽频谱、类随机、参数敏感等特点使其非常适合作为加解密密钥。为避免长时间使用固定混沌序列作为密钥带来的安全隐患,设计并实现了一种用于VoIP的动态混沌加解密方案,利用混沌密钥动态交换机制实现收发端混沌根密钥交换,由根密钥通过Henon映射、改进的Logistic映射及非线性置换随机生成混沌密钥,接收端根据接收到的根密钥先生成解密密钥,然后对语音密文进行解密。测试结果表明,该动态混沌加解密系统具有良好的保密效果,可用于网络语音保密通信中。

关键词：加解密网络语音传输混沌密钥动态密钥

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基于混沌理论的计算机加解密技术的应用研究

基于混沌理论的计算机加解密技术的应用研究

作者：宋东焕云南大学

学位级别：硕士

混沌序列是非线性动力系统由于自身内在不确定性出现的具有确定性、良好随机性、非周期性、有界非收敛性,而且对初值有及其敏感的依赖性,使其具有良好的密码学特性。混沌与相对论、量子力学齐名,被誉为三大物理学革命之一,是20世纪最重... 详细信息

混沌序列是非线性动力系统由于自身内在不确定性出现的具有确定性、良好随机性、非周期性、有界非收敛性,而且对初值有及其敏感的依赖性,使其具有良好的密码学特性。混沌与相对论、量子力学齐名,被誉为三大物理学革命之一,是20世纪最重要的科学发现之一,已经应用到气象学、生态学、天文学、经济学等多个学科领域。随着多媒体技术和网络通信技术的快速发展,面对各式各样的数据在互联网中的安全传输问题,混沌理论在通信领域的应用也成为密码学的一个重要研究方向。目前经过广泛理论研究部分性质已知的混沌系统有许多如Logistic映射、Lorenz映射、Henon映射、Chebyshev映射、埃农映射、Tent映射等,它们公式简单,计算效率高。本文选取改进型Logistics序列和Chebyshev序列为例,探索它们在保密通信中的实际应用。本文首先详细分析了上述两种混沌序列的非周期性、不可预测性、伪随机性、自／互相关性等,并使用计算机仿真了混沌。只有具有上述良好的特性,它们生成的序列才可以用来加密。本文还分析了文本数据、音频数据、图像数据的特性,结合它们各自的特征,设计了用混沌序列进行遮掩加密的算法。运用natlab软件,分别在改进型Logistics映射和Chebyshev映射条件下,对文本、音频和图像数据进行加解密仿真。这两种映射密钥空间大安全性能好。最后,本文又提出一种复合两种混沌序列的加密算法来获得具有更高安全性的算法。用混沌进行加解密仿真结果表明,调制扰乱了原始混沌序列,对于混沌序列已经难以统计分析,窃取者从扰乱的信号中重构出所采用的具体的混沌系统模型的概率几乎为0,能够防止差分攻击、穷举算法攻击、重构攻击、线性统计分析等,要想成功获得明文,必先知道所采用的混沌模型和密钥,通过解密程序得出,不然没有办法解密出原文。

关键词： Logistic映射 Chebyshev映射混沌加解密