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改进的错误容忍的会议密钥分配方案

计算机工程与应用 2009年第25期45卷 105-107,114页

作者：丰继林高焕芝高方平防灾科技学院信息技术系北京101601

提出了一个改进的基于身份并且错误容忍的会议密钥分配方案,分析结果表明,改进的协议在继承原协议安全特性的基础上,具备了抗被动攻击性、抗篡改攻击性和前向安全性,跟同类协议相比较,其安全性最高,通信量居中,因此,其实用性最强。

关键词：会议密钥分配基于身份错误容忍

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基于RS码的错误容忍存储方案

计算机工程 2010年第14期36卷 65-66,73页

作者：刘昀昊张敏情杨晓元武警工程学院电子技术系网络与信息安全武警部队重点实验室西安710086 西安电子科技大学综合业务网国家重点实验室西安710071

在分布式存储系统存储数据时,如果一个或几个设备出现故障,不仅该设备中的数据不能使用,而且会导致用户无法完整地访问资源。针对该问题,提出一种基于RS码的错误容忍存储方案,当系统中错误设备的数量不超过m时,就可以对其进行恢复,实现... 详细信息

在分布式存储系统存储数据时,如果一个或几个设备出现故障,不仅该设备中的数据不能使用,而且会导致用户无法完整地访问资源。针对该问题,提出一种基于RS码的错误容忍存储方案,当系统中错误设备的数量不超过m时,就可以对其进行恢复,实现容错。该方案具有较高的安全性与执行效率,能满足存储系统容错的要求,可以利用其构造对可靠性要求较高的存储系统。

关键词：里德-所罗门码错误容忍数据安全存储系统

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软件内存错误的主动容忍机制研究

软件内存错误的主动容忍机制研究

作者：郑伟德华中科技大学

学位级别：硕士

随着计算机应用领域的不断扩大，计算机软件的可靠性问题显得愈来愈重要。根据US-CERT漏洞数据库，C和C++内存错误漏洞在近期的软件安全漏洞报告中占据了绝大多数。目前，针对软件内存错误的研究工作主要在软件测试阶段和软件发布后这... 详细信息

随着计算机应用领域的不断扩大，计算机软件的可靠性问题显得愈来愈重要。根据US-CERT漏洞数据库，C和C++内存错误漏洞在近期的软件安全漏洞报告中占据了绝大多数。目前，针对软件内存错误的研究工作主要在软件测试阶段和软件发布后这两个阶段展开。在软件测试阶段，并未完全消除这类问题。而在软件发布后处理内存错误，目前只能有效的容忍堆缓冲区的错误，还不能有效的容忍栈缓冲区的错误。软件内存错误的主动容忍机制提出了一种统一的软件内存错误容忍框架，实现了主动对C/C++程序中存在的栈缓冲区的错误和堆缓冲区的错误进行容忍。基于该机制实现的原型系统Memshepherd利用动态二进制插桩技术，将栈缓冲区动态地导出到堆空间中，并截获对栈缓冲区的内存访问，将其重定向到堆空间中的相应位置，这就将栈缓冲区转化成堆缓冲区。Memshepherd采用了一种随机化、冗余的堆空间分配策略来主动对内存错误进行容忍。Memshepherd能有效的预防因内存错误导致的程序服务终止、未定义的程序行为以及黑客攻击，提升了程序的可靠性和安全性。另外，Memshepherd不需要修改程序的源代码，也不需要用修改过的编译器对源代码重修编译，适用范围更广。为了验证Memshepherd的有效性，对系统进行了可靠性分析和系统测试。可靠性分析表明，Memshepherd成功容忍内存错误的概率在大多数情况下高于90%。系统测试了4个软件应用中的5个内存错误漏洞。测试结果表明，Memshepherd能够成功容忍栈缓冲区溢出、堆缓冲区溢出、悬垂指针和两次释放这四种类型的内存错误，触发内存错误漏洞不会导致软件应用进程崩溃或行为错误。Memshepherd对所测的4种Web服务器的平均事务响应时间性能造成的额外开销在50%以内。

关键词：软件可靠性内存错误错误容忍动态二进制插桩

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面向Fabric平台的多重签名技术研究

面向Fabric平台的多重签名技术研究

作者：张谦深圳大学

学位级别：硕士

Hyperledger Fabric是一个联盟区块链平台,因其模块化的架构被用于开发企业级应用。在Fabric区块链网络中,节点的加入需要通过注册登记,申请通过的节点被批准加入到交易共识中。交易通过选定的节点进行模拟签名验证,只有模拟结果一致且... 详细信息

Hyperledger Fabric是一个联盟区块链平台,因其模块化的架构被用于开发企业级应用。在Fabric区块链网络中,节点的加入需要通过注册登记,申请通过的节点被批准加入到交易共识中。交易通过选定的节点进行模拟签名验证,只有模拟结果一致且签名符合区块链网络制定的背书策略,才能够被全网认可。而在整个交易过程中,节点对模拟执行的交易结果进行签名背书,客户端需要对每个节点的签名进行验证。多重签名主要作用是当多人对同一笔交易进行签名时,可以将所有的签名聚合成为一个签名,且在验证阶段只需进行一次验证。本文通过研究多重签名技术,有望改善Fabric的交易流程,减少区块链网络的验证时间,提高Fabric的交易效率。同时,改进多重签名方案,提高其安全性。本文研究面向Fabric平台的多重签名技术,首先针对多重签名鲁棒性差的问题,通过构造错误容忍的多重签名方案FTMS(Fault Tolerant Multi-Signature),可对恶意攻击者进行快速侦测并移除。其次,针对Fabric交易中复杂的背书策略,本文构造基于身份的多重签名方案IDMS(Identity-based Multi-Signature)和AIDMS(Advanced Identitybased Multi-Signature),使多重签名方案具有更高的灵活性,从而更好的应对Fabric中的背书策略。最后,将两方案应用到Fabric平台上,改进Fabric的交易流程。其主要内容和研究成果包括:(1)针对签名者中存在恶意攻击者致使多重签名方案鲁棒性差的问题,本文研究Mu Sig2多重签名方案,利用Merkle树从叶子节点逐步聚合生成根节点的特性,构建具有Merkle树结构的多重签名方案FTMS,当攻击者存在时,可以利用Merkle树快速定位攻击者并对该攻击者进行移除。针对ROS攻击,基于Crites等人提出的安全性证明框架,改进游戏设计,并对本文多重签名方案进行安全性证明。(2)针对多重签名方案中,签名者逻辑关系单一,无法适应于Fabric复杂的背书策略的情况,本文研究基于身份的多重签名方案IDMS。该方案通过为每个签名者携带一个自身序号的身份密钥,从而使得在面对Fabric复杂的背书策略时,可做到灵活应对。同时,研究Xiao等人所提出的AGMS多重签名方案,将其方案的线上/线下特性结合到本文的方案中,构造出效率更高的多重签名方案AIDMS。(3)针对联盟链Hyperledger Fabric的交易流程进行研究,根据本文设计出的多重签名方案FTMS和AIDMS对Fabric v2.2交易流程进行改进,即AIDMS主要应对Fabric复杂的背书策略,FTMS主要应对签名验证阶段,通过修改Fabric的交易流程,形成新的Fabric交易协议,并通过了实验测试。实验表明,本文的方案在线上的签名效率更高,并且签名长度不会随着背书节点的增多而发生长度的变化,有效降低了一笔交易在区块中所占用的存储空间,从而使整个交易流程变得安全高效。综上,本文在针对目前存在的多重签名应用场景,通过研究Mu Sig2和AGMS等方案,提出了FTMS多重签名方案和AIDMS多重签名方案,并将其应用到联盟链Hyperledger Fabric中,从而提高了Fabric的效率,有效节省了Fabric交易的存储空间。

关键词：区块链 Fabric 多重签名错误容忍背书策略

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面向智能电网的数据聚合方案研究

面向智能电网的数据聚合方案研究

作者：李雅斌长安大学

学位级别：硕士

智能电网作为下一代电力系统,拥有传统电网无法比拟的梯度电价和分析预警等优势,除了电力流的传输以外,还要进行数据流的传递,因此数据安全就显得尤为重要。智能电网中部署的大量传感器设备需要进行频繁的信息传递,海量数据不仅带来了... 详细信息

智能电网作为下一代电力系统,拥有传统电网无法比拟的梯度电价和分析预警等优势,除了电力流的传输以外,还要进行数据流的传递,因此数据安全就显得尤为重要。智能电网中部署的大量传感器设备需要进行频繁的信息传递,海量数据不仅带来了巨大的传输压力,还存在很大的隐私泄露风险。数据聚合方案能够有效压缩数据,减少带宽的使用,同时保护数据的隐私安全。因此,深入研究智能电网中的数据聚合方案具有重要的理论价值和研究意义。本文针对智能电网中数据安全传输问题和隐私泄露问题,深入研究数据聚合方案。研究成果如下:(1)针对智能电网数据聚合方案中错误容忍和效率问题,本文基于对称同态加密技术和椭圆曲线密码学,提出智能电网中支持容错的隐私保护数据聚合方案。该方案保护了数据的隐私安全,同时实现了身份的匿名性和可追踪性。即使部分智能电表发生故障时,该方案仍然能够正常获得其余电表的聚合数据。安全性分析表明随机预言机模型中基于(L,(?))判定假设和ECDL假设下,证明所提方案满足不可区分性和不可伪造性。性能分析表明,和相关方案相比所提方案使用较少的计算资源和通信资源。(2)针对智能电网中多维数据聚合密文的网关公开验证问题,本文提出智能电网中区块链下的可验证多维数据聚合方案。该方案利用对称同态加密技术和中国剩余定理实现多维数据的隐私保护,确保不可信的网关正确执行聚合密文操作。方案使用区块链技术支持所有用户公开验证网关的行为,同时抵抗了网关和控制中心的合谋问题。安全性分析表明随机预言机模型中基于(L,(?))判定假设和CDH假设下,证明所提方案满足不可区分性和不可伪造性。性能分析表明,和相关方案相比所提方案取得高效的计算和通信代价,符合资源有限的智能电网系统。

关键词：智能电网数据聚合隐私保护错误容忍对称同态加密多维数据

软件定义网络容错控制平面的最小覆盖布局方法

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电子与信息学报 2020年第12期42卷 2849-2856页

作者：吴奇陈鸿昶中国人民解放军战略支援部队信息工程大学郑州450001

容错控制平面通过将多个控制器部署在不同的网络设备上进而增强网络的可靠性,但是大量的控制器部署带来了巨大的布局成本,严重地限制了容错控制平面在实际网络中的部署与应用。为了解决上述问题,该文首先构造了容错控制平面的最小覆盖... 详细信息

容错控制平面通过将多个控制器部署在不同的网络设备上进而增强网络的可靠性,但是大量的控制器部署带来了巨大的布局成本,严重地限制了容错控制平面在实际网络中的部署与应用。为了解决上述问题,该文首先构造了容错控制平面的最小覆盖布局模型,然后设计了一种基于局部搜索策略的启发式控制器布局算法,避免搜索结果陷入局部最优解。在不同规模网络中的仿真结果表明,相对于其他算法,所提算法可以在保证网络容错需求的同时,降低网络中部署控制器的数量。

关键词：软件定义网络错误容忍控制器布局最小覆盖

云环境下面向数据密集型应用的容错性资源配置研究

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云南电力技术 2022年第1期50卷 29-35,39页

作者：李宏梅杨天国张磊莫瑞超许小龙徐占洋云南电网有限责任公司德宏供电局云南德宏678400 南京信息工程大学计算机软件学院江苏南京210044 南京信息工程大学江苏省网络监控中心江苏南京210044

针对云计算平台发生故障所带来的数据密集型应用资源配置问题,为了在云计算平台发生宕机时进行有效的资源配置,本文提出了一种面向数据密集型应用的容错资源配置方法(FRPM)。首先,将数据密集型应用建模为工作流模型,并且基于虚拟层2(VL2... 详细信息

针对云计算平台发生故障所带来的数据密集型应用资源配置问题,为了在云计算平台发生宕机时进行有效的资源配置,本文提出了一种面向数据密集型应用的容错资源配置方法(FRPM)。首先,将数据密集型应用建模为工作流模型,并且基于虚拟层2(VL2)网络拓扑结构建立了宕机任务恢复时间模型和负载均衡模型;然后,利用非支配排序遗传算法(NSGA-III)实现对数据密集型应用的完成时间和云平台所有计算结点负载均衡进行联合优化,从而为部署在宕机结点上应用找到有效的资源配置策略;最后,根据简单加权法(SAW)和多层次决策准则(MCDM)选择出最优的资源配置策略。实验结果表明,FRPM方法能够在云平台在发生宕机时保证数据密集型应用的完成时间最短,与此同时也能保证云平台所有计算结点的负载均衡。

关键词：云计算错误容忍数据密集型应用资源配置非支配排序遗传算法(NSGA-III)

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智能电网容错数据聚合方案

计算机系统应用 2022年第4期31卷 137-142页

作者：李雅斌杨鹏飞长安大学信息工程学院西安710064

新一代智能电网的出现,极大地提升了电网的安全性与可靠性,这依赖于智能电表每15分钟发送一次数据,但是这可能会暴露用户的隐私,同时需要消耗很大的计算代价.于是数据聚合技术被引入,大多数现有聚合方案存在耗时大且当电表故障时系统无... 详细信息

新一代智能电网的出现,极大地提升了电网的安全性与可靠性,这依赖于智能电表每15分钟发送一次数据,但是这可能会暴露用户的隐私,同时需要消耗很大的计算代价.于是数据聚合技术被引入,大多数现有聚合方案存在耗时大且当电表故障时系统无法正常运行等问题.针对上述问题,本文提出了一个智能电网中高效的支持错误容忍的数据聚合方案,具体来说,利用了改进的对称同态加密技术达到轻量级的效果,在支持错误容忍的同时还能抵抗合谋攻击.最后,安全需求分析说明了该方案是安全的,性能评价体现了本文的高效性,这契合于资源有限的智能电表.

关键词：智能电网隐私数据聚合错误容忍同态加密隐私保护无线传感器网络

云环境下面向数据密集型应用的容错性资源配置方法

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计算机应用 2020年第S1期40卷 136-140页

作者：李宏梅杨天国张磊莫瑞超许小龙徐占洋云南电网有限责任公司德宏供电局云南德宏678400 南京信息工程大学计算机软件学院南京210044 江苏省网络监控中心(南京信息工程大学) 南京210044

为了在云计算平台发生宕机时进行有效的资源配置,提出一种面向数据密集型应用的容错资源配置方法(FRPM)。首先,将数据密集型应用建模为工作流模型,并且基于虚拟层2(VL2)网络拓扑结构建立了宕机任务时间恢复时间模型和负载均衡模型;然后... 详细信息

为了在云计算平台发生宕机时进行有效的资源配置,提出一种面向数据密集型应用的容错资源配置方法(FRPM)。首先,将数据密集型应用建模为工作流模型,并且基于虚拟层2(VL2)网络拓扑结构建立了宕机任务时间恢复时间模型和负载均衡模型;然后,利用非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅲ)实现对数据密集型应用的完成时间和云平台所有计算节点负载均衡进行联合优化,从而为部署在宕机节点上应用找到有效的资源配置策略;最后,根据简单加权(SAW)法和多层次决策准则(MCDM)选择出最优的资源配置策略。实验结果表明,FRPM方法能够在云平台在发生宕机时保证数据密集型应用的完成时间最短,与此同时也能保证云平台所有计算节点的负载均衡。

关键词：云计算错误容忍数据密集型应用资源配置非支配排序遗传算法