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一种面向云端辅助工业控制系统的安全机制

自动化学报 2021年第2期47卷 432-441页

作者：屠袁飞杨庚张成真南京邮电大学计算机学院南京210003 南京工业大学计算机科学与技术学院南京211816

随着云计算、物联网等信息通信技术与数据采集与监控系统的整合,工业控制系统面临新的安全问题,其中数据的完整性、机密性保护和有效的身份认证问题受到了关注.为了在这样一个多功能、分布式的环境中解决这些问题,该文利用基于属性的加... 详细信息

随着云计算、物联网等信息通信技术与数据采集与监控系统的整合,工业控制系统面临新的安全问题,其中数据的完整性、机密性保护和有效的身份认证问题受到了关注.为了在这样一个多功能、分布式的环境中解决这些问题,该文利用基于属性的加密方法,构建访问控制策略,为用户提供身份认证和授权服务,保护用户与工业控制系统间的数据通信安全并实时检查存储数据的完整性.方案从正确性、安全性及系统性能等方面做出分析,并与常用的认证方法进行了对比.

关键词：工业控制系统访问控制身份认证完整性机密性

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可公开验证无对运算的无证书聚合签密方案

计算机科学与探索 2022年第11期16卷 2519-2530页

作者：陈虹周沫侯宇婷赵菊芳肖成龙郭鹏飞辽宁工程技术大学软件学院辽宁葫芦岛125105 汕头大学计算机系广东汕头515063

聚合签密能够将来自不同签密者对不同消息产生的签密密文合并为单个密文,大大减少了密文的总长度和验证成本,更适用于低带宽、低存储的通信环境。针对聚合签密在基于身份密码体制下安全性较差、含有双线性对运算效率不理想的问题,在一... 详细信息

聚合签密能够将来自不同签密者对不同消息产生的签密密文合并为单个密文,大大减少了密文的总长度和验证成本,更适用于低带宽、低存储的通信环境。针对聚合签密在基于身份密码体制下安全性较差、含有双线性对运算效率不理想的问题,在一个安全且高效的签名方案基础上,设计了一个新的可公开验证无对运算的无证书聚合签密方案。使用哈希函数将签密者的身份信息与部分公钥进行绑定,从而生成用户的部分私钥,以防止公钥替换攻击。在解签密阶段,将签密者的身份信息作为输出,不但能验证签密者身份的合法性,而且能有效隐藏签密者身份信息。在随机预言模型下,将方案的机密性和不可伪造性规约到多项式时间内求解计算性Diffie-Hellman问题和离散对数问题,证明了方案的安全性;在验证阶段,无需任何用户私有信息,任意可信第三方均可验证,具有公开验证性。此外,对方案的效率进行了比较,该方案在聚合解签密阶段只需要3n次点乘运算,计算效率较高。

关键词：无证书聚合签密离散对数机密性不可伪造性可公开验证随机预言模型

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签密方案的密文滥用性分析

电子与信息学报 2019年第4期41卷 1010-1016页

作者：陈明王霏宜春学院数学与计算机科学学院宜春336000

对签密密文的滥用是指恶意的接收者利用收到的密文伪造新的密文,使之具有不同的接收者,现有EUF-CMA(Existential UnForgeability against adaptive Chosen Messages Attack)模型不能有效模拟签密方案的密文滥用性,一些签密方案也不能抵... 详细信息

对签密密文的滥用是指恶意的接收者利用收到的密文伪造新的密文,使之具有不同的接收者,现有EUF-CMA(Existential UnForgeability against adaptive Chosen Messages Attack)模型不能有效模拟签密方案的密文滥用性,一些签密方案也不能抵抗对密文的滥用攻击。该文通过对EUF-CMA模型中敌手的能力进行增强,实现了模拟签密密文滥用攻击。以新近提出的几种异构签密方案为例,描述方案中存在的针对签密密文滥用的攻击实例,分析形成攻击的原因,并提出相应的改进方法。最后,以其中一种改进方案作为实例,演示采用增强的EUF-CMA模型分析签密方案密文滥用性的过程,表明该文中针对EUF-CMA模型的增强,以及对签密方案的改进方法是合理和有效的。

关键词：签密机密性不可伪造性密文滥用性 EUF-CMA模型

一种可证安全的PKI和IBC双向匿名异构签密方案的改进

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电子与信息学报 2019年第8期41卷 1787-1792页

作者：曹素珍郎晓丽刘祥震张玉磊王彩芬西北师范大学计算机科学与工程学院

异构签密可以保证异构密码系统之间数据的机密性和不可伪造性。该文分析了一个传统公钥密码(PKI)和身份密码(IBC)之间的PKI→IBC和IBC→PKI双向匿名异构签密方案的安全性,指出PKI→IBC方案和IBC→PKI方案均不能抵挡敌手攻击,敌手在获取... 详细信息

异构签密可以保证异构密码系统之间数据的机密性和不可伪造性。该文分析了一个传统公钥密码(PKI)和身份密码(IBC)之间的PKI→IBC和IBC→PKI双向匿名异构签密方案的安全性,指出PKI→IBC方案和IBC→PKI方案均不能抵挡敌手攻击,敌手在获取密文前提下均可解密密文。为了增强安全性,该文提出一个改进的PKI→IBC和IBC→PKI方案,并在随机预言模型下基于计算性Diffie-Hellman困难问题和双线性Diffie-Hellman困难问题证明新方案满足机密性与不可伪造性。同时效率分析表明,所提方案具有更高的通信效率。

关键词：异构签密选择密文攻击机密性不可伪造性

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一种适用于工业控制系统的加密传输方案

电子与信息学报 2020年第2期42卷 348-354页

作者：屠袁飞苏清健杨庚南京工业大学计算机与科学技术学院南京211800 南京邮电大学计算机学院南京210003

随着工业物联网(IoT)、云计算等信息技术与工业控制系统(ICS)的整合,工业数据的安全正面临着极大风险。为了能在这样一个复杂的分布式环境中保护数据的机密性和完整性,该文采用基于属性的加密(ABE)算法,设计一种集数据加密、访问控制、... 详细信息

随着工业物联网(IoT)、云计算等信息技术与工业控制系统(ICS)的整合,工业数据的安全正面临着极大风险。为了能在这样一个复杂的分布式环境中保护数据的机密性和完整性,该文采用基于属性的加密(ABE)算法,设计一种集数据加密、访问控制、解密外包、数据验证为一体的通信方案,同时具有密文长度恒定的特点。最后,从正确性、安全性和性能开销3个方面对方案进行详细的分析,并通过仿真验证得出该算法具有低解密开销的优势。

关键词：工业控制系统机密性解密外包密文定长数据验证

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联邦学习与攻防对抗综述

信息网络安全 2023年第12期23卷 69-90页

作者：杨丽朱凌波于越明苗银宾西安电子科技大学网络与信息安全学院西安710126

随着机器学习技术的不断发展,个人隐私问题被广泛重视。由于用户数据被发送至中心节点导致集中学习受到相当程度的制约,所以联邦学习作为一个数据不出本地便可以完成模型训练的框架应运而生。但联邦学习机制依旧会受到各种攻击的影响而... 详细信息

随着机器学习技术的不断发展,个人隐私问题被广泛重视。由于用户数据被发送至中心节点导致集中学习受到相当程度的制约,所以联邦学习作为一个数据不出本地便可以完成模型训练的框架应运而生。但联邦学习机制依旧会受到各种攻击的影响而导致安全性和隐私性降低。文章先从联邦学习的基本定义入手,再对机密性和完整性两个方面进行重点分析、总结联邦学习中的威胁和防御手段,最后结合这些问题来讨论该领域在未来的发展方向。

关键词：联邦学习机密性完整性防御手段

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应用区块链的多接收者多消息签密方案

软件学报 2021年第11期32卷 3606-3627页

作者：王利朋高健博李青山陈钟北京大学信息科学技术学院北京100871 郑州师范学院信息科学与技术学院河南郑州450044

信息通过公共链路进行传输时极易遭受窃听、篡改等形式的网络攻击,因此有必要保障信息在传输过程中的机密性和完整性,而签密技术能够有效地实现上述目的.基于椭圆曲线,提出一种多接收者多消息签密方案,能够有效地适配到广播系统中.采用... 详细信息

信息通过公共链路进行传输时极易遭受窃听、篡改等形式的网络攻击,因此有必要保障信息在传输过程中的机密性和完整性,而签密技术能够有效地实现上述目的.基于椭圆曲线,提出一种多接收者多消息签密方案,能够有效地适配到广播系统中.采用多密钥分发中心管理系统主密钥信息,且能够周期地更新各自的秘密信息,以抵抗对应的APT攻击.不同更新周期注册的用户相互之间能够通信,不会影响系统的可用性.提出了一种基于区块链的周期更新策略,根据公有链中区块高度和时间戳触发密钥更新动作,基于区块链不可篡改特性确保方案的安全性,且该过程不需要执行交易动作,因此是免费的.基于Computational Diffie-Hellman问题和离散对数问题,在随机预言机模型下证明了签密方案的机密性和不可伪造性,该方案同时具有密钥托管安全性、前后向兼容性、不可否认性.性能分析表明,该签密方案具有较短的密文长度和较高的执行效率.在实验仿真部分,首先分析了密钥分发中心数量和门限值对签密算法性能的影响,在排除网络延迟等因素干扰下,引入多密钥分发中心后,性能损耗在5%以内;其次,基于区块链实现周期更新时的时间误差百分比会随周期的增加而下降,当周期大于550s时,其值控制在1%以内.这种误差使得攻击者很难预测更新的准确时间,增大了攻击的难度.

关键词：密钥生成中心区块链签密机密性离散对数

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区块链在数据安全领域的研究进展

计算机学报 2021年第1期44卷 1-27页

作者：刘明达陈左宁拾以娟汤凌韬曹丹江南计算技术研究所江苏无锡214083 中国工程院北京100088

大数据时代,数据已成为驱动社会发展的重要的资产.但是数据在其全生命周期均面临不同种类、不同层次的安全威胁,极大降低了用户进行数据共享的意愿.区块链具有去中心化、去信任化和防篡改的安全特性,为降低信息系统单点化的风险提供了... 详细信息

大数据时代,数据已成为驱动社会发展的重要的资产.但是数据在其全生命周期均面临不同种类、不同层次的安全威胁,极大降低了用户进行数据共享的意愿.区块链具有去中心化、去信任化和防篡改的安全特性,为降低信息系统单点化的风险提供了重要的解决思路,能够应用于数据安全领域.该文从数据安全的核心特性入手,介绍区块链在增强数据机密性、数据完整性和数据可用性三个方向的最新研究成果,对各研究方向存在的缺陷进行分析,进而对未来发展方向进行了展望.该文认为,区块链技术的合理应用能够增强分布式环境下的数据安全,有着广阔的前景.

关键词：区块链数据安全数据共享机密性完整性可用性

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基于动态密钥的车载以太网安全通信方法

江苏大学学报（自然科学版） 2024年第3期45卷 302-308页

作者：范晶晶刘壮陈超黄晨北方工业大学电气与控制工程学院北京100144 江苏智能无人装备产业创新中心有限公司江苏常州213300 江苏大学汽车与交通工程学院江苏镇江212013

针对车载以太网通信数据安全和密钥安全问题,创新设计了基于动态密钥的车载以太网安全通信方法.建立车载以太网安全威胁攻击树模型,分析其面临的安全威胁.构建应对安全威胁的车载以太网安全通信方法总体架构.设计动态密钥算法模型,生成... 详细信息

针对车载以太网通信数据安全和密钥安全问题,创新设计了基于动态密钥的车载以太网安全通信方法.建立车载以太网安全威胁攻击树模型,分析其面临的安全威胁.构建应对安全威胁的车载以太网安全通信方法总体架构.设计动态密钥算法模型,生成隐式动态密钥.设计基于动态密钥的安全通信方法,将原始数据通过动态密钥加密传输,生成摘要并在接收端进行摘要对比处理.通过Linux上位机、I.MX6ULL单片机和Windows设备模拟域间通信及网络攻击过程,将密钥、密文、明文进行差异度对比,同时对通信过程进行攻击,借助Wireshark软件分析通信过程中的数据交互.结果表明:该方法能有效保证密钥安全及车载以太网数据的机密性、新鲜性、真实性和完整性,且能有效应对篡改攻击与重放攻击.

关键词：车载以太网信息安全动态密钥安全通信对称加密机密性完整性真实性