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多方全同态加密研究进展

密码学报（中英文） 2024年第4期11卷 719-739页

作者：徐科鑫王丽萍中国科学院信息工程研究所信息安全国家重点实验室北京100085 密码科学技术全国重点实验室北京100878 中国科学院大学网络空间安全学院北京100049

全同态加密支持对密文直接进行计算,进而保障了在不可信环境中操作敏感信息的安全性和隐私性.为适应由多个数据持有者提供私有信息的联合计算场景,多参与方下的全同态加密逐渐受到关注.近十年来,大量相关工作展开,主要的技术路线分为门... 详细信息

全同态加密支持对密文直接进行计算,进而保障了在不可信环境中操作敏感信息的安全性和隐私性.为适应由多个数据持有者提供私有信息的联合计算场景,多参与方下的全同态加密逐渐受到关注.近十年来,大量相关工作展开,主要的技术路线分为门限全同态加密、多密钥全同态加密以及多群全同态加密.同时,多方全同态加密的发展进一步推动了多方安全计算领域的进步.本文从传统的单密钥全同态加密出发,系统全面地对多方全同态加密的前沿进展做出综述性报告,并对其中的代表性构造进行详细介绍.最后,对现有研究工作进行整体分析并总结存在问题.

关键词：全同态加密门限全同态加密多密钥全同态加密多群全同态加密安全多方计算

碳纤维增强树脂基复合材料气瓶电磁超声在线监测方法及失效机制

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复合材料学报 2024年第4期41卷 1820-1829页

作者：孟凌霄石文泽卢超黄良凌建南昌航空大学、无损检测教育部重点实验室南昌330063 中科院声学研究所、声场声信息国家重点实验室北京100190 中国特种设备检测研究院、国家市场监管重点实验室(氢能储运装备安全) 北京100029 中材科技(成都)有限公司成都611435

氢能具有来源广泛、清洁无碳等优点,随着氢能源的广泛应用,氢能储运逐渐成为研究热点。目前,国家大力发展的碳纤维增强树脂基复合材料气瓶已被广泛应用于氢能储运领域,然而气瓶在使用和运输过程中,容易出现纤维断裂、划伤,严重影响使用... 详细信息

氢能具有来源广泛、清洁无碳等优点,随着氢能源的广泛应用,氢能储运逐渐成为研究热点。目前,国家大力发展的碳纤维增强树脂基复合材料气瓶已被广泛应用于氢能储运领域,然而气瓶在使用和运输过程中,容易出现纤维断裂、划伤,严重影响使用安全,故亟需发展碳纤维增强树脂基复合材料气瓶在线监测技术。针对复合材料气瓶的纤维断裂、划伤缺陷在长期、多次充放气过程中发生扩展的问题,采用电磁超声换能器(Electromagnetic acoustic transducer,EMAT)在线监测方法,并结合90TJ3-140 MPa水压疲劳系统,分别采用超声导波反射式和透射式方法,分析了纤维损伤对导波幅值的影响,并研究了含纤维损伤的气瓶在不同疲劳状态下的导波信号特征的变化规律。结果表明:纤维损伤会降低透射波幅值,且幅值减少量由纤维损伤程度决定;随着气瓶内压的增加,超声导波的声速和中心频率逐渐减小;长20 mm、宽0.5 mm和深1 mm的裂纹对应的缺陷波幅值呈先增大后减小的趋势,经过110 MPa、80次循环后,缺陷波幅值由19.33 mV减小至8.02 mV,声速减小了6.6%,中心频率从0.24 MHz减小至0.17 MHz,纤维完全分层;针对长20 mm、宽0.5 mm和深0.5 mm的裂纹,当气瓶内压由0 MPa增加至105 MPa时,直达波幅值由80.17 mV减小至20.08 mV,降低了75%;采用的电磁超声技术能够很好地解决碳纤维增强树脂基复合材料气瓶在线监测技术难题。

关键词：碳纤维增强树脂基复合材料高压气瓶电磁超声导波水压试验在线监测失效分析

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适应新型电力系统的继电保护综合评价方法

电网技术 2024年第4期48卷 1633-1644,I0074页

作者：张烈郭鹏李仲青张瀚方闫周天康逸群电网安全与节能国家重点实验室(中国电力科学研究院有限公司) 北京市海淀区100192

我国新型电力系统安全可靠运行高度依赖第一道防线的继电保护设备,综合评判继电保护运行水平具有重要意义。针对继电保护构造复杂、运行状态影响因素多以及不同评价指标权重确定难题,该文在充分借鉴现有运行评价指标的基础上,提出了装... 详细信息

我国新型电力系统安全可靠运行高度依赖第一道防线的继电保护设备,综合评判继电保护运行水平具有重要意义。针对继电保护构造复杂、运行状态影响因素多以及不同评价指标权重确定难题,该文在充分借鉴现有运行评价指标的基础上,提出了装备水平、运行状态、维修性、保障性和专业管理规范性5方面评价要素,并基于构型理论掌握了不同要素间的关系,通过支持向量机剔除了冗余指标,得出继电保护综合评价体系。在主观赋权与客观赋权结果基础上,应用样本评价结果序列的正态分布拟合优度,提出了对加法合成、乘法合成的组合系数进行优化的方法,使主、客观信息达到统一。继电保护综合评价指标体系的构建以及指标权重的科学计算为继电保护运行管理提供重要参考依据。

关键词：继电保护综合评价构型理论支持向量机拟合优度

用于锂金属电池的聚合物固态电解质的研究进展

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化学学报 2024年第4期82卷 449-457页

作者：谷琪刘夏夏周鑫宇李江林秀婧马延文南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院有机电子与信息显示国家重点实验室南京210023

聚合物固态电解质因其质轻安全、结构可设计以及优异的机械性能,成为高能量密度、高安全性全固态电池的潜在材料,逐渐成为研究的重点.但因其结晶度高、室温离子电导率低等缺陷也限制其进一步商业化.本综述梳理了近年来比较优越的聚合物... 详细信息

聚合物固态电解质因其质轻安全、结构可设计以及优异的机械性能,成为高能量密度、高安全性全固态电池的潜在材料,逐渐成为研究的重点.但因其结晶度高、室温离子电导率低等缺陷也限制其进一步商业化.本综述梳理了近年来比较优越的聚合物固态电解质种类,包括聚醚类聚合物、聚碳酸酯类聚合物、氟化聚合物、聚离子液体聚合物、单离子传导聚合物,围绕如何提升离子电导率,重点回顾了针对不同基质的结构设计和合成工艺方面的创新.最后阐述了聚合物固态电解质目前面临的基础研究和应用问题,以期为新型聚合物固态电解质的设计与制备提供新思路.

关键词：锂金属电池固态电解质聚合物电解质结构设计合成工艺

对公钥可搜索加密中内部关键词猜测攻击的研究

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信息安全学报 2024年第4期9卷 31-46页

作者：魏忠凯张茜刘晋璐秦静山东大学数学学院济南250100 中国科学院信息工程研究所信息安全国家重点实验室北京100093

近年来,随着云计算技术的发展和数据隐私保护的要求不断提高,密码学作为保护信息安全的一种必要手段,在生活中应用得越来越广泛。其中可搜索加密技术广受青睐,因为它不仅能够保护用户数据的隐私性,而且还可以实现用户对加密数据进行关... 详细信息

近年来,随着云计算技术的发展和数据隐私保护的要求不断提高,密码学作为保护信息安全的一种必要手段,在生活中应用得越来越广泛。其中可搜索加密技术广受青睐,因为它不仅能够保护用户数据的隐私性,而且还可以实现用户对加密数据进行关键词搜索的功能。后续的很多研究者丰富了可搜索加密的功能和性质,但是也还存在着关键词攻击等问题亟待解决。因为敌手一旦获得了关键词就会威胁到密文数据文件的安全,而且也可能泄露数据接收者的搜索偏好和个人身份等隐私信息,所以解决关键词猜测攻击问题是非常有意义而且十分重要的。目前对于抵抗外部敌手的离线关键词猜测攻击的研究已经日渐成熟,但是对于抵抗内部敌手的离线关键词猜测攻击还有待进一步深化完善。本文阐述了内部关键词猜测攻击的机理,指出敌手可以进行内部关键词猜测攻击的主要原因在于云服务器可以得到关键词密文和陷门信息,并且可以自由地做关键词密文和陷门信息的匹配测试。然后梳理了近年来抗内部关键词猜测攻击的常见解决方案,主要包括使用双服务器模型、认证服务器模型、见证关键词模型、指定发送者模型、模糊关键词模型等五类解决方案,并深入总结和比较了五类方案,归纳出了解决内部关键词猜测攻击的一般思路,并指出未来抵抗内部关键词猜测攻击将会成为公钥可搜索加密方案的一种基本属性,要解决内部关键词猜测攻击就必须从服务器可以生成密文、获取陷门和独立运行测试算法三个方面入手,最后提出了现阶段内部关键词猜测攻击需要解决的问题以及未来的三个研究思路,能够为进一步解决公钥可搜索加密中的内部关键词猜测攻击问题有所帮助,使得公钥可搜索协议真正为实际所用。

关键词：公钥可搜索加密内部关键词猜测攻击双服务器认证服务器见证关键词模糊关键词

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基于无证书的子分组多重签名方案

信息安全学报 2024年第5期9卷 178-188页

作者：王宇航徐哲清王志伟刘峰南京邮电大学计算机学院南京210023 中国科学院信息工程研究所信息安全国家重点实验室北京100093

无证书密码体制是在传统的基于证书的公钥密码体制和身份基的密码体制的基础上提出的一种新的密码体制。无证书密码体制不仅克服了传统公钥密码体制中的证书管理问题,更是解决了身份基的密码体制中的密钥托管问题,在巧妙地克服两者缺点... 详细信息

无证书密码体制是在传统的基于证书的公钥密码体制和身份基的密码体制的基础上提出的一种新的密码体制。无证书密码体制不仅克服了传统公钥密码体制中的证书管理问题,更是解决了身份基的密码体制中的密钥托管问题,在巧妙地克服两者缺点的同时,将两者的优势相结合。在实际应用中,高效和安全是大家设计方案所需要追求的目标,因此如何设计出安全高效的无证书密码算法一直是大家关注的焦点。多重签名用于证明一组签名者已对给定消息进行了签名,其签名长度与签名者数量无关。在区块链等共识场景中,使用多重签名算法是一种兼顾安全和效率的解决方案。目前,多重签名被越来越多地应用在区块链等共识场景下,其优点在于减少区块的存储消耗、正确性验证时间等。然而在共识场景下应用的多重签名方案中默认签名者为诚实实体,因此当存在“Byzantine节点”时,无法保证多重签名的安全有效。为了将无证书密码体制以及多重签名的优势结合起来,并提高多重签名方案在共识场景下的鲁棒性,本文提出了一种基于无证书的子分组多重签名方案。该方案中允许群中任意合法子分组代表群产生多重签名,并在签名聚合前验证所有单个签名的有效性。在本文中,我们定义了方案的鲁棒性,并给出了相应的证明;在随机预言机模型下,我们证明了本文方案在适应性选择消息攻击下具有不可伪造性。最后,由效率分析和仿真实验表明,本文方案中的多重签名生成效率较高。

关键词：无证书子分组多重签名鲁棒性 CDH假设

Simon量子算法攻击下的可调加密方案研究

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信息安全学报 2024年第2期9卷 96-105页

作者：毛淑平王鹏胡磊信息安全国家重点实验室中国科学院信息工程研究所北京100085 中国科学院大学网络空间安全学院北京100049

随着量子计算机和量子计算技术的迅速发展,量子算法对密码系统安全性的威胁迫在眉睫。之前的研究表明,许多经典安全的对称密码结构或方案在基于Simon算法的量子攻击下不安全,例如3轮Feistel结构、Even-Mansour结构、CBC-MAC、GCM和OCB... 详细信息

随着量子计算机和量子计算技术的迅速发展,量子算法对密码系统安全性的威胁迫在眉睫。之前的研究表明,许多经典安全的对称密码结构或方案在基于Simon算法的量子攻击下不安全,例如3轮Feistel结构、Even-Mansour结构、CBC-MAC、GCM和OCB等方案。可调加密方案通常设计为分组密码工作模式,用于磁盘扇区加密,其结构可以分为Encrypt-MaskEncrypt(CMC、EME、EME*等)、Hash-CTR-Hash(XCB、HCTR、HCH等)和Hash-ECB-Hash(PEP、TET、HEH等)三种类型。本文利用Simon算法,对HCTR、HCH、PEP和HEH四种可调加密方案进行了分析,研究结果表明这四种可调加密方案在选择明文量子攻击下是不安全的,使用多项式次的量子问询即可得到与方案秘密值有关的周期函数的周期,进而将其和可调随机置换区分开来。对于利用Simon算法对可调加密方案的攻击,构造周期函数是关键。一般基于两种特殊形式的可调加密方案构造周期函数:一种是固定调柄,一种是变化调柄。本文用变化调柄的方法给出了对CMC和TET两种可调加密方案更简洁的量子攻击方法。通过对比分析,固定调柄和变化调柄两种不同的Simon量子攻击方式得到的周期不同,可结合得到进一步的结果。最后本文从固定调柄和变化调柄的角度对可调加密方案的一般量子攻击方法进行了总结,并给出了对基于泛哈希函数可调加密方案(Hash-CTR-Hash和Hash-ECB-Hash)的通用攻击。

关键词：可调加密方案 HCTR HCH PEP HEH Simon量子算法

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自动驾驶车辆决策与规划研究综述

中国公路学报 2024年第1期37卷 215-240页

作者：朱冰贾士政赵健韩嘉懿张培兴宋东鉴吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室吉林长春130025

决策与规划是自动驾驶系统的中枢,是提高自动驾驶车辆行驶安全、驾乘体验、出行效率的关键。其面临的主要挑战在于如何满足自动驾驶所需的极高可靠性和安全性,以及如何有效应对场景复杂性、环境多变性、交通动态性、博弈交互性及信息完... 详细信息

决策与规划是自动驾驶系统的中枢,是提高自动驾驶车辆行驶安全、驾乘体验、出行效率的关键。其面临的主要挑战在于如何满足自动驾驶所需的极高可靠性和安全性,以及如何有效应对场景复杂性、环境多变性、交通动态性、博弈交互性及信息完备性并产生类人化的驾驶行为,使车辆自然地融入交通生态。为全面了解决策与规划的前沿问题与研究进展,对其技术要点进行系统梳理与总体概述。首先,从数据驱动的驾驶行为预测、概率模型的驾驶行为预测、个性化驾驶行为预测三方面综述了面向态势认知的行为预测的研究进展;其次,将行为决策总结归纳为反应式决策、学习式决策、交互式决策并逐一进行了分析;再次,从方法论的角度对运动规划及其应用进行对比分析,具体包括图搜索方法、采样方法、数值方法、拟合插值曲线方法等;然后,针对端到端的决策规划的关键科学问题和主要研究进展进行了归纳分析;最后,总结了决策规划对提升自动驾驶车辆智能化水平的重要影响,并展望了其未来的发展趋势与面临的技术挑战。

关键词：汽车工程自动驾驶技术综述行为预测行为决策运动规划端到端的决策规划

基于传染病和网络流模型分析APT攻击对列车控制系统的影响

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铁道学报 2024年第4期46卷 119-129页

作者：赵骏逸唐涛步兵李其昌王晓轩北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室北京100044 中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所北京100081

高级可持续威胁(APT)是目前工业控制系统面临的主要威胁之一。APT攻击利用计算机设备漏洞入侵列车控制网络,感染并且扩散到网络中的其他设备,影响系统正常运行,因此评价APT攻击对列车控制系统的影响非常必要。提出一种基于传染病模型和... 详细信息

高级可持续威胁(APT)是目前工业控制系统面临的主要威胁之一。APT攻击利用计算机设备漏洞入侵列车控制网络,感染并且扩散到网络中的其他设备,影响系统正常运行,因此评价APT攻击对列车控制系统的影响非常必要。提出一种基于传染病模型和网络流理论结合的APT攻击影响分析方法。首先,分析在APT攻击的不同阶段设备节点状态之间的转化规则,结合传染病理论建立APT攻击传播模型,研究攻击过程中的节点状态变化趋势;其次,把设备节点的状态变化融入网络流模型中,研究APT攻击过程中设备节点状态变化对列车控制网络中列车移动授权信息流的影响;最后,结合列车控制系统的信息物理耦合关系,分析APT攻击对列控系统整体性能的影响。仿真实验展现了APT攻击过程中节点状态变化的趋势,验证该方法在分析APT病毒软件在列车控制网络中的传播过程对列车控制系统整体性能影响的有效性,为管理者制定防御方案提供依据,提升列车控制系统信息安全水平。

关键词：高级可持续威胁网络流理论传染病模型列车控制系统攻击影响分析