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HKKS密钥交换协议分析

计算机学报 2016年第3期39卷 516-528页

作者：刘金会张焕国贾建卫王后珍毛少武吴万青武汉大学计算机学院武汉430072 空天信息安全与可信计算教育部重点实验室武汉430072

量子计算技术的发展对基于大整数因子分解、离散对数等问题具有交换代数结构的密码体制(如RSA、ECC和EIGamal密码)构成威胁,因此研究具有非交换代数结构的密码体制是一项富有挑战性的课题.针对该课题,Kahrobaei等人于2013年将一般矩阵... 详细信息

量子计算技术的发展对基于大整数因子分解、离散对数等问题具有交换代数结构的密码体制(如RSA、ECC和EIGamal密码)构成威胁,因此研究具有非交换代数结构的密码体制是一项富有挑战性的课题.针对该课题,Kahrobaei等人于2013年将一般矩阵群环作为平台提出了HKKS密钥交换协议并且于2014年将有限域上的矩阵群作为平台介绍该HKKS密钥交换协议.该文针对基于有限域上矩阵群的HKKS密钥交换协议,提出了4种攻击方法:结构攻击、线性化方程组攻击、超定多变量方程组攻击和离散对数方法攻击,并且分别给出了对应的算法描述和有效性分析.通过分析可知:(1)结构攻击算法是确定性算法,能够在O(n2ω)计算复杂度内获得共享密钥,其中n是矩阵H的阶数,ω≈2.3755;(2)线性化方程组攻击和超定多变量方程组攻击都利用Halmiton-Caylay定理将HKKS协议中私钥矩阵对(Ha,(HM)a)和(H-a,(HM)a)进行线性表示,采用线性方程组求解和XL算法求出一个相应的等价私钥矩阵进而计算共享密钥,这两种攻击方法的计算复杂度分别是O(nω+1)和O(n2ω);(3)当矩阵H(或者是矩阵HM)的特征多项式可约时,离散对数方法利用伴侣矩阵的性质分析P-HKKS问题进而求出该协议的私钥a(或者b),分析该方法的计算复杂度是O(n4).与此同时,该文分别将结构攻击、线性化方程组攻击、超定多变量方程组攻击应用到一般矩阵群环上的HKKS协议,这3种攻击方法也分别能够在多项式计算复杂度内得到共享密钥.与ACNS 2014会议上提出的线性代数攻击方法相比,结构攻击方法是确定性算法并且线性化方程组攻击的计算复杂度最低.最后,该文在给出攻击算法的基础上对HKKS协议给出了一些修正建议.

关键词：密码学抗量子计算密码密钥交换协议密码分析矩阵分解

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虚拟机环境下并行信任关系研究与实现

电子科技大学学报 2013年第1期42卷 98-104页

作者：赵波向騻张焕国苏航武汉大学计算机学院武汉430072 空天信息安全与可信计算教育部重点实验室武汉430072

如何扩展传统信任链中的信任传递关系,构建一个可信虚拟化环境,从而保证虚拟域内软件的可信,是可信计算应用到云计算中去的一个关键。该文结合虚拟化技术的特点,提出了一种适用于虚拟化环境的并行信任结构,实现了将信任从虚拟化平台的... 详细信息

如何扩展传统信任链中的信任传递关系,构建一个可信虚拟化环境,从而保证虚拟域内软件的可信,是可信计算应用到云计算中去的一个关键。该文结合虚拟化技术的特点,提出了一种适用于虚拟化环境的并行信任结构,实现了将信任从虚拟化平台的信任根传递到虚拟域内的应用软件,该信任结构通过在虚拟监控器中加载一个可信软件保护代理模块,有效的减小了信任中间节点的复杂程度,提高了系统的可控性和安全性。本文还在该结构的基础上设计了一种虚拟机域内高可信软件保护模型,并进行了部分系统实现。

关键词：信任链并行信任可信软件保护代理虚拟化

电-气-氢综合能源系统能碳安全域模型构建与分析

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电网技术 2025年第1期49卷 73-83,I0039-I0047页

作者：刘浩王丹贾宏杰窦真兰张春雁王松岑智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津市南开区300072 天津市智慧能源与信息技术重点实验室(天津大学) 天津市南开区300072 国网上海市电力公司上海市浦东新区200120 中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192

混氢天然气技术有助于降低系统的碳排放,但掺氢比例的波动可能会给能源系统的安全运行带来隐患。为此,提出了一种基于“域”模型的电-气-氢综合能源系统低碳安全分析方法。首先,建立了含气网掺氢的电-气-氢综合能源系统稳态能流和碳流... 详细信息

混氢天然气技术有助于降低系统的碳排放,但掺氢比例的波动可能会给能源系统的安全运行带来隐患。为此,提出了一种基于“域”模型的电-气-氢综合能源系统低碳安全分析方法。首先,建立了含气网掺氢的电-气-氢综合能源系统稳态能流和碳流计算模型,并提出了稳态能流与碳流分布式迭代求解算法;其次,定义并建立了考虑多能碳流约束的综合能源系统能碳安全域模型及其评估指标,并给出了能碳安全边界降维可视化求解流程;最后,结合算例验证了模型的有效性。所提能碳安全域模型可有效反映不同掺氢比例下系统的安全运行状态与低碳运行水平,可为综合能源系统的低碳安全调度提供理论支撑。

关键词：综合能源系统氢碳排放流安全域低碳运行

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一种面向敏感信息处理的敏感度度量方法

计算机研究与发展 2014年第5期51卷 1050-1060页

作者：沙乐天傅建明陈晶黄诗勇空天信息安全与可信计算教育部重点实验室武汉大学武汉430072

应用软件一般需要输入和处理敏感信息,如密码,以实现用户和远程服务器之间的可靠认证和安全交互.定量度量敏感信息在敏感信息处理中的安全性是目前研究的难点.根据敏感信息处理的流程和敏感信息出现点的上下文,定义敏感信息处理的固有... 详细信息

应用软件一般需要输入和处理敏感信息,如密码,以实现用户和远程服务器之间的可靠认证和安全交互.定量度量敏感信息在敏感信息处理中的安全性是目前研究的难点.根据敏感信息处理的流程和敏感信息出现点的上下文,定义敏感信息处理的固有属性、可变属性和推求属性,设计了从固有属性和可变属性到数据操作的映射规则,提出了基于层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)及折中型多属性决策(technique for order preference by similarity to an ideal solution,TOPSIS)的敏感度计算方法,从而实现敏感度的定量计算,展示在敏感信息处理中敏感度的动态变化规律,为敏感信息处理的安全防护提供支持.该方法可以应用于可信软件的安全分析和可信度量,最后,实验分析了3种敏感信息在处理中的敏感度变化,发现了敏感信息处理的潜在危险点,从而证实了该方法的有效性.

关键词：可信软件可信度量敏感信息敏感度折中型决策方法

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可信PDA计算平台系统结构与安全机制

计算机学报 2010年第1期33卷 82-92页

作者：赵波张焕国李晶陈璐文松武汉大学计算机学院武汉430079 空天信息安全与可信计算教育部重点实验室武汉430079

PDA作为一种手持设备,面临着众多的安全问题.文中利用可信计算思想构造了可信PDA的体系结构与安全机制.首先提出了一种带数据恢复功能的星型信任结构,其在安全性、效率及可靠性等方面较TCG的链式信任结构都有很大提升.在此基础上,进一... 详细信息

PDA作为一种手持设备,面临着众多的安全问题.文中利用可信计算思想构造了可信PDA的体系结构与安全机制.首先提出了一种带数据恢复功能的星型信任结构,其在安全性、效率及可靠性等方面较TCG的链式信任结构都有很大提升.在此基础上,进一步使用总线仲裁等技术构造了可信PDA的体系结构模型.文中还提出并实现了针对可信PDA嵌入式操作系统的安全增强、基于可信PDA平台的可信网络连接(TNC)以及SD卡全卡加密等新的安全技术与方法.在此基础上,给出一种可信PDA的原型系统.经过实验验证,这款可信PDA在各方面都达到了可信计算平台的技术要求.

关键词：可信计算可信计算平台可信PDA 星型信任结构

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密码协议代码执行的安全验证分析综述

计算机学报 2018年第2期41卷 288-308页

作者：张焕国吴福生王后珍王张宜武汉大学计算机学院武汉430072 武汉大学空天信息安全与可信计算教育部重点实验室武汉430072

密码协议安全验证分析是信息安全重点研究之一.常用的密码协议安全分析(例如,形式化分析、计算模型分析、计算可靠的形式化分析)只能从理论上验证或证明密码协议的安全,无法确保密码协议代码实际执行的安全.只有当密码协议在代码执行时... 详细信息

密码协议安全验证分析是信息安全重点研究之一.常用的密码协议安全分析(例如,形式化分析、计算模型分析、计算可靠的形式化分析)只能从理论上验证或证明密码协议的安全,无法确保密码协议代码实际执行的安全.只有当密码协议在代码执行时被验证或证明安全,才能保障密码协议在实现中是安全的.因此,代码级的密码协议安全验证分析是值得关注的方向.文中分别从自动模型提取、代码自动生成、操作语义及程序精化4个方面,综述代码级的密码协议安全验证分析,并对当前代码级的密码协议安全验证分析领域中的最新成果进行详细比较、分析、总结和评论.文中以常用程序语言(C、Java、F#等)编写的密码协议为例,重点阐述密码协议代码执行的安全验证分析,并展望代码级的密码协议安全验证分析的研究方向.

关键词：密码协议模型代码执行安全验证

基于改进RT-DETR的多尺度特征融合的高效轻量皮肤病理检测方法

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南方医科大学学报 2025年

作者：任煜瀛黄凌霄杜方姚新波宁夏大学信息工程学院//宁夏“东数西算”人工智能与信息安全重点实验室//宁夏大数据与人工智能省部共建协同创新中心

目的针对皮肤病检测任务中存在皮肤病变区域多尺度、图像噪点干扰以及辅助诊疗设备资源有限影响检测准确性等问题，提出一种基于RT-DETR改进的高效轻量化皮肤病检测模型。方法引入轻量级FasterNet作为骨干网络，同时对FasterNetBlock... 详细信息

目的针对皮肤病检测任务中存在皮肤病变区域多尺度、图像噪点干扰以及辅助诊疗设备资源有限影响检测准确性等问题，提出一种基于RT-DETR改进的高效轻量化皮肤病检测模型。方法引入轻量级FasterNet作为骨干网络，同时对FasterNetBlock模块进行重参数化改进。在颈部网络中引入卷积和注意力融合模块代替多头自注意力机制，形成AIFI-CAFM模块，从而增强模型捕获图像全局依赖关系和局部细节信息的能力。设计DRB-HSFPN特征金字塔网络替换跨尺度特征融合模块（CCFM），以融合不同尺度的上下文信息，提升颈部网络的语义特征表达能力。结合Inner-IoU和EIoU的优点，提出了Inner-EIoU替换原损失函数GIOU，进一步提高模型推理准确性和收敛速度。结果实验结果表明，改进后的RT-DETR相较于原始模型，在HAM10000数据集上的mAP@50和mAP@50:95分别提升了4.5%和2.8%，检测速度FPS达到59.1帧/s。同时，改进模型的参数量为10.9M，计算量为19.3GFLOPs，相较于原始模型分别降低了46.0%和67.2%，验证了改进模型的有效性。结论本文提出的SD-DETR模型在降低参数量和计算量的同时，能够有效的提取并融合多尺度特征，从而显著提升了皮肤病检测任务的性能。

关键词：皮肤病轻量级网络多尺度特征融合注意力机制 RT-DETR

超大直径盾构隧道管片结构力学行为与破坏特征研究

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现代隧道技术 2025年第1期62卷 125-134页

作者：沐海星封坤郭文琦杨绍毅张亮亮西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室成都610031 中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

为探明超大直径盾构隧道管片结构的力学行为与破坏特征,建立基于混凝土塑性损伤本构的管片结构三维精细化数值计算模型,研究极限荷载下管片结构整体竖向位移分布情况、接缝变形量、螺栓应力、钢筋应力、裂纹扩展及分布情况和承载力变化... 详细信息

为探明超大直径盾构隧道管片结构的力学行为与破坏特征,建立基于混凝土塑性损伤本构的管片结构三维精细化数值计算模型,研究极限荷载下管片结构整体竖向位移分布情况、接缝变形量、螺栓应力、钢筋应力、裂纹扩展及分布情况和承载力变化情况。研究结果表明:管片结构的整体位移分布呈漏斗状,中间环左右侧竖向位移分布不对称,结构单点竖向位移变化分为弹性阶段和弹塑性阶段,边环纵缝处竖向位移最大;结构破坏时,环缝最大张开量为0.075mm,最大错台量为0.308mm,纵缝最大张开量为4.92mm,最大错台量为3.58mm,但环向螺栓还未屈服,螺栓应力的变化过程可以分为线性减小、非线性增大和短暂下降3个阶段;结构破坏的主要特征为中间环内弧面先出现拉裂纹,裂纹更集中分布于中间环纵缝对应位置处,跨中处主筋屈服;当跨中主筋屈服时,截面安全系数为1.383,这说明用主筋屈服作为判断结构失效的依据是安全可行的。

关键词：超大直径盾构隧道管片结构破坏特征混凝土损伤塑性数值模拟

基于宏块复杂度的自适应视频运动矢量隐写算法

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计算机学报 2017年第5期40卷 1044-1056页

作者：王丽娜徐一波翟黎明任延珍武汉大学空天信息安全与可信计算教育部重点实验室武汉430072 武汉大学计算机学院武汉430072

信息隐藏是一种将秘密信息嵌入常见的载体中以实现信息秘密传递的技术.然而,隐写改动都会不可避免地造成各种失真.视频运动矢量隐写则会造成画面质量下降、比特率增加、概率分布改变等变化.这些由隐写造成的影响可能会被已有的或者潜在... 详细信息

信息隐藏是一种将秘密信息嵌入常见的载体中以实现信息秘密传递的技术.然而,隐写改动都会不可避免地造成各种失真.视频运动矢量隐写则会造成画面质量下降、比特率增加、概率分布改变等变化.这些由隐写造成的影响可能会被已有的或者潜在的隐写分析方法所检测.已有的运动矢量隐写分析特征大致可以分为两类:一类基于局部最优性特征,另一类基于时域和空域相关性特征.为了尽可能降低运动矢量的隐写失真,该文对视频编解码过程中运动矢量相关内容给出形式化描述方法.进一步地,理论分析了关于运动矢量的局部最优性以及相邻相关性两个因素.此外,文中研究了运动矢量隐写造成的最优概率下降的原因,指出了隐写纹理简单宏块的运动矢量不容易造成显著的局部最优性异常.该文讨论了运动矢量分量的分布规律,认为使得分量更靠近分布均值的修改,可以较好保持相关性.通过这些理论研究,提出基于宏块复杂度的视频运动矢量自适应隐写算法(Adaptive Macroblock Complexity,AMC),其可以分开处理运动矢量局部最优性和相邻相关性两个因素.该算法可以不使用编码实现秘密信息在最低代价路径上的嵌入和提取,而且每个运动矢量可以嵌入2比特秘密信息.算法包括两步:首先,压缩cover视频,不做任何嵌入,记录所有宏块压缩后的复杂度,同时依据分布统计设定一个复杂度阈值.然后,在第2次进行的视频压缩过程中,通过自适应阈值选择低复杂度宏块,将其运动矢量用于LSB(最低有效位)匹配嵌入.对于运动矢量来说,低复杂度宏块较容易保持局部最优,而LSB匹配嵌入可以保持相邻相关性.在实验部分,将不同隐写算法但相同嵌入率的stego样本在不可见性、码率增长、反检测能力等方面分别进行了对比.实验结果表明,cover的PSNR值最高,而AMC排在第二,与之相差不超过0.05dB.对比比特率增长,AMC算法比特率增长量只有其他算法的1%至50%左右.此外,该文使用两种隐写分析特征评估这些算法的安全性.检测的错误率表明AMC隐写算法和已有算法相比安全性更均衡.总体看来,AMC隐写算法能够较好抵抗隐写分析,特别是隐写后视频码率得到了控制,画面质量得到了很好保证.

关键词：运动矢量信息隐藏复杂度隐写分析反隐写分析