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基于可截取签名的药品管理隐私保护方案

信息安全学报 2024年第1期9卷 56-70页

作者：胡荣磊丁安邦李莉段晓毅北京电子科技学院电子与通信工程系北京100070

药品的安全问题关乎民生健康与社会稳定,而近年来我国药品安全事故频发,保障药品的质量安全,对人民群众来说至关重要。建设药品品种档案管理方案能够整合、统一管理药品的相关信息,保证药品来源可查、去向可追、责任可究,是减少药品质... 详细信息

药品的安全问题关乎民生健康与社会稳定,而近年来我国药品安全事故频发,保障药品的质量安全,对人民群众来说至关重要。建设药品品种档案管理方案能够整合、统一管理药品的相关信息,保证药品来源可查、去向可追、责任可究,是减少药品质量安全事故发生的有效举措。为了解决药品品种档案在不同省市各部门之间共建共享以及隐私保护的问题,本文提出了一种基于区块链的药品品种管理模型。该模型融合了Fabric联盟链、无证书密码体制、可截取签名等多种技术,以实现药品档案数据的安全存储与共享。同时,引入Baas区块链管理平台,实时监控并动态配置区块链网络中的节点与链码,并按照模型中功能性的不同设计了链上交易表单及其对应的智能合约存储字段。随后,针对管理模型中的药品核查场景,结合传统的数字签名方案,设计了一种无证书可截取签名方案,利用可截取签名技术实现对药企机密数据的隐私保护。安全性分析表明,本文所提方案具有签名的不可伪造性、消息的保密性等特征。性能分析表明,该方案的运算量明显降低,相比于同类方案效率更高,开销更低,可满足药品品种档案管理场景下的各种需求,为药品品种档案管理过程中进行数据验真提供了一种新的思路。

关键词：区块链药品档案可截取签名隐私保护数据共享

WIST:基于三维查找表的SM4算法新型白盒设计

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密码学报（中英文） 2024年第2期11卷 344-356页

作者：杨亚涛董辉张艳硕马英杰北京电子科技学院电子与通信工程系北京100070 西安电子科技大学通信工程学院西安710071

随着密码攻击方式更加多样、隐蔽且破坏性更强,密码分析者可能拥有越来越多的攻击权限与攻击能力,甚至能够获取算法的内部结构.为了更有效保护密钥,本文提出一种基于三维查找表的白盒SM4密码算法实现方案WIST.首先将SM4分组密码算法的... 详细信息

随着密码攻击方式更加多样、隐蔽且破坏性更强,密码分析者可能拥有越来越多的攻击权限与攻击能力,甚至能够获取算法的内部结构.为了更有效保护密钥,本文提出一种基于三维查找表的白盒SM4密码算法实现方案WIST.首先将SM4分组密码算法的线性变换用矩阵表示,设计了能对密钥信息进行隐藏保护的三维查找表,利用输入编码和输出编码对查找表混淆处理,同时采用仿射函数作为外部编码,完成了SM4算法的白盒化实现,并验证了此算法的正确性.效率分析表明WIST占用内存空间适中,具有较高安全性;安全性分析表明WIST能抵抗BGE攻击、MGH攻击、侧信道攻击、线性攻击与差分攻击等常见攻击类型.WIST可以在白盒攻击环境下更好地保护密钥信息.

关键词：白盒密码 SM4算法查找表密钥混淆密码攻击

Falcon后量子算法的密钥树生成部件GPU并行优化设计与实现

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计算机工程 2024年

作者：张磊赵光岳肖超恩王建新北京电子科技学院电子与通信工程系北京电子科技学院网络空间安全系

近年来后量子密码算法由其具有抗量子攻击的特性成为安全领域的研究热点。基于格的Falcon数字签名算法是NIST公布的首批4个后量子密码标准算法之一。密钥树生成是Falcon算法的核心部件，在实际运算中占用较多的时间和消耗较多的资源。... 详细信息

近年来后量子密码算法由其具有抗量子攻击的特性成为安全领域的研究热点。基于格的Falcon数字签名算法是NIST公布的首批4个后量子密码标准算法之一。密钥树生成是Falcon算法的核心部件，在实际运算中占用较多的时间和消耗较多的资源。因此，提出了一种基于GPU的Falcon密钥树并行生成方案，该方案使用奇偶线程联合控制的SIMT并行模式和无中间变量的直接计算模式，达到了提升速度和减少资源占用的目的。基于Python的CUDA平台进行了实验，验证了结果的正确性。Falcon密钥树生成在RTX 3060 laptop的延迟为6ms，吞吐率为167次/s，在计算单个Falcon树生成部件时相对于CPU实现了1.17倍的加速比，其中在同时并行1024个Falcon树生成部件时，GPU相对于CPU的加速比达到了约56倍。同时在嵌入式Jetson Xavier NX平台上的吞吐率为32次/s。

关键词：后量子密码 Falcon GPU 并行计算

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基于SM2的周期性可否认环签名方案

信息网络安全 2024年第4期24卷 564-573页

作者：张艳硕袁煜淇李丽秋杨亚涛秦晓宏北京电子科技学院密码科学与技术系北京100070 北京电子科技学院电子与通信工程系北京100070

周期性可否认环签名通过引入时间周期的概念,允许环成员在每个时间周期结束后选择性地否认自己在环中的签名者身份。这种周期性的变换提供了一种自主可控的机制,使得环成员能够更好地保护自己的隐私,同时还能与监管机构进行合法协作。... 详细信息

周期性可否认环签名通过引入时间周期的概念,允许环成员在每个时间周期结束后选择性地否认自己在环中的签名者身份。这种周期性的变换提供了一种自主可控的机制,使得环成员能够更好地保护自己的隐私,同时还能与监管机构进行合法协作。一般数字签名具有不可否认性,可用于确保签名的来源、内容的完整性和认证性,而可否认签名具有可否认性,环成员能够在无可信第三方的情况下确认或者否认自己是否为该签名的签署者。文章在包子健等人提出的基于SM2的可否认环签名方案的基础上提出一种基于SM2的周期性可否认环签名方案,能够实现对签名的周期性确认与否认功能,有效保护自己的隐私信息。文章通过形式化证明方式证明了方案满足正确性、不可伪造性、匿名性、可追踪性和不可诽谤性。

关键词： SM2 环签名可否认周期性安全性

基于OpenLane的专用集成电路设计工具

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福州大学学报（自然科学版） 2024年第3期52卷 261-267页

作者：王建新许弘可郑玉崝肖超恩张磊陈欣北京电子科技学院电子与通信工程系北京100070

提出一种基于OpenLane的专用集成电路(ASIC)设计工具的设计方案.以Gambas开发环境为基础,利用插件技术实现对OpenLane工具链的集成,完成基于OpenLane的ASIC设计工具,即EasyASIC.该工具涵盖工程管理、代码编辑、Verilog代码的编译、仿真... 详细信息

提出一种基于OpenLane的专用集成电路(ASIC)设计工具的设计方案.以Gambas开发环境为基础,利用插件技术实现对OpenLane工具链的集成,完成基于OpenLane的ASIC设计工具,即EasyASIC.该工具涵盖工程管理、代码编辑、Verilog代码的编译、仿真、OpenLane初始化文件的配置、GDSII文件的生成、GDS2D和GDS3D显示等功能,从而实现ASIC设计的自动化.以32 bit有符号乘法器为例,对该工具进行功能验证测试.实验结果表明,EasyASIC能够在国产Deepin操作系统下流畅运行,实现32 bit有符号乘法器从寄存器传输级文件描述向GDSII文件的转换,该工具有很强的操作性和易用性,对于提升我国集成电路设计工具软件产业水平具有一定的参考意义.

关键词：集成电路设计工具专用集成电路 OpenLane Gambas

基于不经意多项式估值的SM4协同加解密方案

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计算机应用研究 2024年第6期41卷 1862-1868页

作者：李莉宣佳铮高尚郭国疆北京电子科技学院电子与通信工程系北京100070 北京电子科技学院网络空间安全系北京100070

协同加解密是安全多方计算中的重要研究方向,它可以安全高效地实现数据保护、隐私保护。为解决现有SM4协同加解密方案离线计算阶段计算复杂度偏高的问题,提出一种基于不经意多项式估值的SM4协同加解密方案。方案利用预计算的多项式集合... 详细信息

协同加解密是安全多方计算中的重要研究方向,它可以安全高效地实现数据保护、隐私保护。为解决现有SM4协同加解密方案离线计算阶段计算复杂度偏高的问题,提出一种基于不经意多项式估值的SM4协同加解密方案。方案利用预计算的多项式集合和多项式值集合来完成在线阶段的S盒协同计算,从而提高在线计算阶段的性能。其证明了所提方案的正确性和安全性,同时与四种不同的方案进行对比,结果表明,所提方案计算效率明显高于其他方案,说明所提方案能安全高效地完成SM4协同加解密。

关键词：安全多方计算协同加解密 SM4 不经意多项式估值

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区块链技术下的智能安全可靠支付系统设计

国防科技大学学报 2024年第3期46卷 237-246页

作者：张艳硕刘宁刘天野陈颖张黎仙北京电子科技学院密码科学与技术系北京100070

为了增强支付系统的安全性和可靠性,设计了一种区块链技术下的智能支付系统。这个系统利用区块链的去中心化和分布式账本特性,提供了一种更加安全和透明的支付解决方案。系统将区块链技术、国密算法与支付系统相结合,给传统互联网支付... 详细信息

为了增强支付系统的安全性和可靠性,设计了一种区块链技术下的智能支付系统。这个系统利用区块链的去中心化和分布式账本特性,提供了一种更加安全和透明的支付解决方案。系统将区块链技术、国密算法与支付系统相结合,给传统互联网支付系统提供一个更安全的保障。利用区块链技术的点对点特点,解决支付效率和数据安全等方面的问题。借助互联网大数据技术,对用户进行信用评级,提供信贷服务。结合跨链技术可以对不同区块链的数据进行共享,更好地解决资金流动性。相比比特币和以太坊等电子货币系统,该系统在安全性、交易吞吐率和交易时延等方面做到了权衡发展,使得各方面的性能有了一定程度的均衡提升,更能满足当前环境下的应用需要。

关键词：区块链共识机制支付系统安全智能

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基于双区块链的产品溯源系统研究与实现

郑州大学学报（工学版） 2024年第1期45卷 54-63页

作者：韩妍妍魏万奇窦凯丽张齐北京电子科技学院电子与通信工程系北京100070 西安电子科技大学通信工程学院陕西西安710071 北京电子科技学院网络空间安全系北京100070

现有区块链溯源系统由于区块信息存储容量有限,多采用区块链与云存储相结合的方式,并没有从根本上解决区块链溯源信息存储和数据泄露的问题。针对此问题构建双区块链模式:查询链完成溯源信息的上传,实现溯源系统的基本功能;存储链结合... 详细信息

现有区块链溯源系统由于区块信息存储容量有限,多采用区块链与云存储相结合的方式,并没有从根本上解决区块链溯源信息存储和数据泄露的问题。针对此问题构建双区块链模式:查询链完成溯源信息的上传,实现溯源系统的基本功能;存储链结合星际文件系统保障数据完整安全。在此基础上,利用改进后的容量证明共识算法保证底层的安全性,在减少能源消耗的同时满足区块链溯源系统的应用需求。测试结果表明:系统上传平均速度可达80.66 M/s,下载平均速度可达90.75 M/s,具有良好的上传和下载性能。区块链每秒交易量达到125.88笔,单次交易承载量可以满足溯源系统的区块交易需求。

关键词：双区块链容量证明星际文件系统溯源系统数据可靠存储

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理想格上强指定验证者的可截取签名方案

计算机应用研究 2024年

作者：王宇陈辉焱王克辛红彩王庆楠姚云飞北京电子科技学院电子与通信工程系北京邮电大学网络空间安全学院

现存的大多数可截取签名方案具有公开验证性，但在某些情况下可能会导致签名者的隐私泄露。为提高安全性，并使签名方案具有抗量子性，该方案基于理想格上的ring-SIS问题，结合强指定验证者签名方案，提出一种新型的可截取签名方案。该... 详细信息

现存的大多数可截取签名方案具有公开验证性，但在某些情况下可能会导致签名者的隐私泄露。为提高安全性，并使签名方案具有抗量子性，该方案基于理想格上的ring-SIS问题，结合强指定验证者签名方案，提出一种新型的可截取签名方案。该方案采用均匀采样的异常中止技术，能够抵抗侧信道攻击。同时，证明了该方案的安全性和正确性。相较于其他方案，该方案在安全性、重复次数和签名尺寸等方面都表现出明显的优势。

关键词：可截取签名强指定验证者签名理想格 ring-SIS