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轻量级分组密码GIFT的差分故障攻击

密码学报 2019年第3期6卷 324-335页

作者：冯天耀韦永壮史佳利丛旌郑彦斌桂林电子科技大学广西密码学与信息安全重点实验室桂林541004 桂林电子科技大学广西无线宽带通信与信号处理重点实验室桂林541004 桂林电子科技大学广西高校云计算与复杂系统重点实验室桂林541004

差分故障攻击是一种通过利用注入故障前后状态差分,进行密钥信息恢复的一种方法.它是针对轻量级密码算法具有严重威胁的攻击之一.在CHES 2017上, Subhadeep Banik等人提出的新型轻量级密码算法GIFT具有结构设计简单、实现效率高等优点,... 详细信息

差分故障攻击是一种通过利用注入故障前后状态差分,进行密钥信息恢复的一种方法.它是针对轻量级密码算法具有严重威胁的攻击之一.在CHES 2017上, Subhadeep Banik等人提出的新型轻量级密码算法GIFT具有结构设计简单、实现效率高等优点,备受业界广泛关注.目前已经有学者用线性密码分析、差分密码分析等传统的数学攻击手段对GIFT算法进行研究,获得了许多研究结果,然而它能否有效地抵抗差分故障攻击仍待进一步探索.本文根据GIFT算法轮函数特点,运用差分故障基本思想,提出两种差分故障攻击方法.第一种攻击方法,分别在第28、27、26、25轮中间状态注入1比特故障,理论上平均需要192个错误密文即可恢复主密钥信息.第二种攻击方法,分别在第26、25、24、23轮中间状态注入1比特故障,理论上平均需要32个错误密文可恢复主密钥信息.因此,在不加防护的条件下,本文所提出的攻击方法能有效地攻击GIFT算法.

关键词：轻量级分组密码差分故障攻击 GIFT 故障模型

求解一般Fisher市场均衡的全牛顿步可行内点算法

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应用数学学报 2022年第4期45卷 483-499页

作者：迟晓妮杨绮丽刘三阳桂林电子科技大学数学与计算科学学院广西密码学与信息安全重点实验室广西自动检测技术与仪器重点实验室桂林541004 西安电子科技大学数学与统计学院西安710071

基于一个新的搜索方向,提出求解一般Fisher市场均衡的线性权互补(LWCP)模型的全牛顿步可行内点算法.运用内点算法中的一个连续可微函数,给出光滑中心路径的代数等价形式,从而得到LWCP的新搜索方向.通过推广线性优化的全牛顿步内点算法,... 详细信息

基于一个新的搜索方向,提出求解一般Fisher市场均衡的线性权互补(LWCP)模型的全牛顿步可行内点算法.运用内点算法中的一个连续可微函数,给出光滑中心路径的代数等价形式,从而得到LWCP的新搜索方向.通过推广线性优化的全牛顿步内点算法,提出求解LWCP的全牛顿步可行内点算法.算法每次迭代运用全牛顿步,无需进行线性搜索,节省计算工作量和内存.证明算法求解线性权互补问题和一般Fisher市场均衡的多项式复杂度:数值算例结果表明算法有效.

关键词：一般Fisher市场均衡问题线性权互补问题全牛顿步可行内点算法多项式复杂度

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白盒SM4的中间值平均差分分析

西安电子科技大学学报 2022年第1期49卷 111-120页

作者：张跃宇徐东蔡志强陈杰西安电子科技大学网络与信息安全学院陕西西安710071 西安电子科技大学综合业务网理论与关键技术国家重点实验室陕西西安710071 中国人民解放军66061部队山西阳泉100141 桂林电子科技大学广西密码学与信息安全重点实验室广西桂林541004

在白盒攻击环境中,攻击者对密码系统拥有全部的访问权限。为保证在白盒攻击环境下密钥的安全性,提出了白盒密码的概念。2016年,BOS等人首次将侧信道分析思想引入白盒密码的分析工作中,提出差分计算分析方法,开创了白盒密码分析的新路径... 详细信息

在白盒攻击环境中,攻击者对密码系统拥有全部的访问权限。为保证在白盒攻击环境下密钥的安全性,提出了白盒密码的概念。2016年,BOS等人首次将侧信道分析思想引入白盒密码的分析工作中,提出差分计算分析方法,开创了白盒密码分析的新路径。差分计算分析以白盒密码程序运行过程中的软件执行轨迹为分析对象,采用统计分析的方法执行密钥提取,是否掌握白盒密码的设计细节对分析几乎不产生影响。白盒SM4是商用密码标准算法SM4在白盒安全模型下的密码实现。为高效地评估白盒SM4的安全性,在对差分计算分析进行研究的基础上,提出一种针对白盒SM4的侧信道分析方法,称为中间值平均差分分析方法(IVMDA)。IVMDA直接利用加密过程中的中间值进行分析,采用线性组合的方式抵消白盒SM4的混淆手段。在最少60条随机明文的参与下,仅需8 min左右即可完整地提取出第一轮子密钥。该方法相比于已有的分析方法,具备部署方便、适用于实际应用环境、分析效率高的特点。

关键词：白盒实现 SM4 侧信道分析差分计算分析

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结合区块链和属性基的可信数据分发

小型微型计算机系统 2021年第7期42卷 1524-1531页

作者：李峰梁任纲李雪聪何倩中国电子科技集团公司航天信息应用技术重点实验室石家庄050081 桂林电子科技大学广西密码学与信息安全重点实验室广西桂林541004

网络数据与日俱增,传统中心化平台管理模式导致海量数据的存储与数据分发产生高昂的成本;而且收集的数据在分发过程中容易受到恶意窃取,造成私密信息泄露.针对当前数据共享中急需解决的细粒度访问控制和溯源难题提出了一种结合区块链和... 详细信息

网络数据与日俱增,传统中心化平台管理模式导致海量数据的存储与数据分发产生高昂的成本;而且收集的数据在分发过程中容易受到恶意窃取,造成私密信息泄露.针对当前数据共享中急需解决的细粒度访问控制和溯源难题提出了一种结合区块链和属性基的可信数据分发机制.通过建立信任模型,基于信任的P2P分发平台提出一种基于属性基加密的细粒度访问控制机制,允许数据拥有者依照各自不同的目的和需求制定更合理的个性化数据访问策略,避免未授权实体不合法的数据访问.最后,针对区块链不适宜存储大量数据的问题,采取链下存储的模式,配合链上的智能合约存储返回的数据索引地址、经属性基加密的对称密钥等关键信息,在降低区块链存储压力的同时实现数据的保护和安全共享.实验结果表明,结合区块链和属性基的可信数据分发机制实现了对数据的细粒度访问控制,为用户提供了更加安全可靠的共享分发服务.

关键词：数据分发区块链属性基加密对等系统

ANU,ANU-II和LiCi算法的积分区分器搜索

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小型微型计算机系统 2020年第7期41卷 1470-1475页

作者：王红艳韦永壮刘文芬桂林电子科技大学广西密码学与信息安全重点实验室广西桂林541004 桂林电子科技大学广西高校云计算与复杂系统重点实验室广西桂林541004 桂林电子科技大学广西无线宽带通信与信号处理重点实验室广西桂林541004

ANU,ANU-II和LiCi算法是近几年相继被提出的新轻量级分组密码算法.由于采用比特级的设计理念,相比于传统字节级更具有结构轻巧、扩散灵活和实现效率高等优点,因而其安全性备受关注.基于以上三个算法的结构特性,构建了新的比特可分性MIL... 详细信息

ANU,ANU-II和LiCi算法是近几年相继被提出的新轻量级分组密码算法.由于采用比特级的设计理念,相比于传统字节级更具有结构轻巧、扩散灵活和实现效率高等优点,因而其安全性备受关注.基于以上三个算法的结构特性,构建了新的比特可分性MILP模型,并给出了ANU,ANU-II和LiCi算法的积分区分器自动化搜索方法.通常而言,区分器轮数的高低能够较好的衡量密码算法的安全性.研究结果表明:ANU,ANU-II和LiCi算法分别存在9轮、8轮和12轮的积分区分器,所需的数据复杂度为263,260和261个选择明文,这是目前已知分析方法中轮数最高和选择明文量最优的区分器结果.另外,提出了一种新的LiCi算法的等价结构.

关键词：轻量分组密码算法 ANU,ANU-II,LiCi 可分性 MILP(混合线性整数规划) 积分区分器

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多传感器箱粒子PHD滤波多目标跟踪算法

红外技术 2020年第4期42卷 385-392页

作者：蔡如华杨标吴孙勇桂林电子科技大学数学与计算科学学院广西桂林541004 广西密码学与信息安全重点实验室广西桂林541004

针对目标检测概率较低导致单个传感器无法对目标进行有效检测并跟踪的问题,本文提出了多传感器箱粒子概率假设密度(multi-sensor box particle probability hypothesis density filter,MS-BOX-PHD)滤波器。MS-BOX-PHD滤波器首先将多个... 详细信息

针对目标检测概率较低导致单个传感器无法对目标进行有效检测并跟踪的问题,本文提出了多传感器箱粒子概率假设密度(multi-sensor box particle probability hypothesis density filter,MS-BOX-PHD)滤波器。MS-BOX-PHD滤波器首先将多个传感器的量测转换、融合成为一个量测集合,并利用箱粒子概率假设密度(box particle probability hypothesis density filter,BOX-PHD)滤波器对多个目标的状态进行预测和更新。数值实验表明,相较于单传感器箱粒子概率假设密度(Single-BOX-PHD)滤波器,MS-BOX-PHD滤波器在目标检测概率较低时,能够有效地对多目标的状态和数目进行估计;相较于区间量测下多传感器标准PHD粒子(multi-sensor standard probability hypothesis density particle filter with interval measurement,IM-PHD-PF)滤波器,在达到相同的跟踪性能时,计算效率提升了38.57%。

关键词：多传感器箱粒子滤波概率假设密度滤波区间量测

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基于堆叠降噪自编码的恒星/星系分类研究

天文学报 2016年第3期57卷 344-352页

作者：秦浩然林基明王俊义桂林电子科技大学广西信息科学实验中心桂林541004 桂林电子科技大学广西密码学与信息安全重点实验室桂林541004

近年来,深度学习算法以其适应性强、准确率高、结构复杂等特性在数据挖掘算法中异军突起,但是在天文信息学中深度学习算法还鲜有问津.针对斯隆数字巡天(Sloan Digital Sky Survey,SDSS)恒星/星系分类中普遍存在的亮源集分类正确率高但... 详细信息

近年来,深度学习算法以其适应性强、准确率高、结构复杂等特性在数据挖掘算法中异军突起,但是在天文信息学中深度学习算法还鲜有问津.针对斯隆数字巡天(Sloan Digital Sky Survey,SDSS)恒星/星系分类中普遍存在的亮源集分类正确率高但暗源集分类正确率低等问题,引入了深度学习中较新的研究成果—堆叠降噪自编码(stacked denoising autoencoders,SDA)神经网络和dropout微调技术.从SDSS释放出的带有光谱证认(spectroscopic measurements)的测光数据中分别随机抽取DR7(Data Release7)和DR12(Data Release 12)的亮源集和暗源集并对其进行预处理,再分别对它们的亮源集和暗源集做不放回随机抽样,得到它们亮源和暗源的训练集和测试集.最后用这些训练集分别训练得到了DR7和DR12亮源和暗源的SDA模型,并将SDA在DR12测试集上的测试结果与支持向量机软件包(Library for Support Vector Machines,LibSVM)、J48决策树(J48)、逻辑模型树(Logistic Model Trees,LMT)、支持向量机(Support Vector Machine,SVM)、逻辑回归(Logistic Regression)、单层决策树算法(Decision Stump)上的测试结果进行比较,同时将SDA在DR7测试集上的测试结果与6种决策树的测试结果进行比较.仿真表明SDA在SDSS-DR7和最新SDSS-DR12的暗源集上的分类性能明显优于其他算法,尤其是在使用完备函数(completeness function,CP)作为衡量指标时,SDA相比决策树算法在SDSS-DR7暗源集正确率提高了15%左右.

关键词：方法:数据分析技术:测光星系:基本参数恒星:基本参数宇宙学:观测

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基于OLH的效用优化本地差分隐私机制

密码学报 2022年第5期9卷 820-833页

作者：贺星宇朱友文张跃南京航空航天大学计算机科学与技术学院南京211106 桂林电子科技大学广西密码学与信息安全重点实验室桂林541004 广西师范大学广西多源信息挖掘与安全重点实验室桂林541004

效用优化本地差分隐私模型能够在保证隐私的前提下提高估计结果准确度.但现有的效用优化本地差分隐私协议存在着数据效用低或通信代价大的问题.本文针对现有效用优化本地差分隐私协议难以兼顾低通信代价和高数据效用的不足,基于OLH(opti... 详细信息

效用优化本地差分隐私模型能够在保证隐私的前提下提高估计结果准确度.但现有的效用优化本地差分隐私协议存在着数据效用低或通信代价大的问题.本文针对现有效用优化本地差分隐私协议难以兼顾低通信代价和高数据效用的不足,基于OLH(optimized local hashing)协议提出了符合效用优化本地差分隐私模型的uOLH(utility-optimized OLH)协议.该协议在原始数据定义域很大时,同时具有低通信代价和高数据效用的特点,兼顾u RR(utility-optimized randomized response)和uRAP(utilityoptimized randomized aggregatable privacy-preserving ordinal response)二者优势.本文进一步考虑了用户的个性化隐私保护需求,构造了优化加权组合机制DWC(data weighted combination),在此基础上提出了个性化效用优化本地差分隐私协议uOLH-DWC.允许用户自由选择隐私级别,并能够提升估计结果的准确度,可输出多个隐私级别下的频率估计结果.在真实和模拟数据集上的实验结果表明,u OLH协议可以同时具有低通信代价与高数据效用,且uOLH-DWC协议可令用户自由选择隐私预算,并提升了各个隐私级别下估计结果的准确度.

关键词：本地差分隐私效用优化通信代价个性化

线性二阶锥权互补问题的非单调无导数下降算法

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信阳师范学院学报（自然科学版） 2022年第2期35卷 185-191页

作者：迟晓妮崔然然张所滨朱宁桂林电子科技大学数学与计算科学学院/广西自动检测技术与仪器重点实验室/广西密码学与信息安全重点实验室广西桂林541004 桂林电子科技大学科学技术发展研究院广西桂林541004 桂林电子科技大学信息科技学院广西桂林541004

提出非单调无导数下降算法,用于求解线性二阶锥权互补问题。构造一个效益函数,分析其水平集有界性。提出的算法在计算步长时进行非单调线搜索,搜索方向在一定假设下满足下降条件。理论证明算法全局收敛,数值结果验证算法有效。

关键词：线性二阶锥权互补问题效益函数非单调线搜索无导数下降算法