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基于证书的抗连续泄露签名机制

计算机学报 2022年第11期45卷 2363-2376页

作者：周彦伟马岿乔子芮杨波顾纯祥陕西师范大学计算机科学学院西安710062 河南省网络密码技术重点实验室郑州450052 广西密码学与信息安全重点实验室广西桂林541004

为进一步提升密码原语的安全性,近年来抵抗泄露攻击的密码机制相继被研究者提出.基于证书的密码体制在解决传统公钥基础设施中证书复杂管理问题的同时,也避免了身份基密码机制的密钥托管不足,上述优势使得该体制在实际环境中具有广泛的... 详细信息

为进一步提升密码原语的安全性,近年来抵抗泄露攻击的密码机制相继被研究者提出.基于证书的密码体制在解决传统公钥基础设施中证书复杂管理问题的同时,也避免了身份基密码机制的密钥托管不足,上述优势使得该体制在实际环境中具有广泛的应用前景,然而由于缺乏对该体制泄露容忍性的研究,制约了该机制在安全协议设计方面的应用推广.针对上述不足,为满足基于证书签名机制的抗泄露性需求,本文提出了基于证书的抗泄露签名机制的具体构造,并基于离散对数的困难性,在随机谕言机模型下使用分叉引理对本文方案的不可伪造性进行了形式化证明;由于未使用双线性映射运算,确保本文构造具有较高的计算效率.与现有相关机制的比较可知,在保持安全性可证明的基础上,本文构造为签名机制提供抵抗泄露攻击能力的同时,提升了相应的计算效率.此外,在上述基础方案之上,本文设计了基于证书的抗泄露聚合签名机制的具体构造,实现了同时完成多个签名的合法性验证目标,进一步提升了签名的合法性验证效率,上述优势确保本文构造能在实际应用中广泛使用,例如无线传感器网络等.

关键词：泄露容忍性基于证书的密码学基于证书的签名分叉引理

基于KNN的具有隐私保护功能的区块链异常交易检测

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信息网络安全 2022年第3期 78-84页

作者：陈彬杰魏福山顾纯祥信息工程大学网络空间安全学院郑州450001 河南省网络密码技术重点实验室郑州450001

随着区块链技术的发展,以Hyperledger为代表的联盟链技术得到了广泛应用,其异常交易检测需求也逐渐凸显。但当前的区块链异常交易检测技术大多针对公有链设计,没有考虑联盟链交易的隐私保护需求。为了实现高效异常检测并保证联盟链交易... 详细信息

随着区块链技术的发展,以Hyperledger为代表的联盟链技术得到了广泛应用,其异常交易检测需求也逐渐凸显。但当前的区块链异常交易检测技术大多针对公有链设计,没有考虑联盟链交易的隐私保护需求。为了实现高效异常检测并保证联盟链交易的隐私性,文章提出一种基于KNN的具有隐私保护功能的区块链异常交易检测方案。该方案中记账节点使用矩阵乘法对交易数据进行随机化,云服务器使用KNN对随机化后的交易数据特征进行异常检测,并将结果反馈给联盟链记账节点进行验证。实验结果表明,该方案对联盟链效率的影响很小,同时具有良好的检测效果,召回率、精度、F1值分别可达85.3%、87.7%和86.5%。

关键词：区块链联盟链异常检测隐私保护 KNN

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针对AES-128算法的密钥优势模板攻击

电子学报 2020年第10期48卷 2003-2008页

作者：樊昊鹏袁庆军王向宇王永娟王涛战略支援部队信息工程大学河南郑州450001 河南省网络密码技术重点实验室河南郑州450001

模板攻击分为模板刻画和密钥恢复两个阶段.针对AES-128算法,模板攻击为每一字节密钥构建256个模板,当攻击者仅获得1000条左右的能量迹时将面临两个问题:一是模板刻画不具有适用性,二是无法恢复正确的密钥.针对这些问题,本文在模板刻画... 详细信息

模板攻击分为模板刻画和密钥恢复两个阶段.针对AES-128算法,模板攻击为每一字节密钥构建256个模板,当攻击者仅获得1000条左右的能量迹时将面临两个问题:一是模板刻画不具有适用性,二是无法恢复正确的密钥.针对这些问题,本文在模板刻画阶段为S盒输出值的汉明重量构建9个模板,利用Panda 2018数据集提供的600条能量迹进行建模;在密钥恢复阶段提出密钥优势叠加的方法,仅需约10条相同密钥加密所产生的能量迹即可有效区分正确密钥,降低了攻击的难度并提高了攻击的成功率.

关键词：模板攻击 AES-128算法密钥优势汉明重量模型

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基于自编码器的未知协议分类方法

通信学报 2020年第6期41卷 88-97页

作者：顾纯祥吴伟森石雅男李光松信息工程大学网络空间安全学院河南郑州450001 网络密码技术河南省重点实验室河南郑州450001

针对互联网中存在的大量未知协议导致网络管理和维护网络安全十分困难的问题,提出了一种未知协议的分类识别方法。结合自编码器技术和改进的K-means聚类技术针对网络流量实现了未知协议的分类识别。利用自编码器对网络流量进行降维和特... 详细信息

针对互联网中存在的大量未知协议导致网络管理和维护网络安全十分困难的问题,提出了一种未知协议的分类识别方法。结合自编码器技术和改进的K-means聚类技术针对网络流量实现了未知协议的分类识别。利用自编码器对网络流量进行降维和特征提取,使用聚类技术对降维后数据进行无监督的分类,最终实现对网络流量的无监督识别分类。实验结果表明,所提方法分类效果优于传统的K-means、DBSCAN、GMM算法,且具有更高的效率。

关键词：未知协议分类自编码器无监督分类特征提取

基于模型学习的OpenVPN系统脆弱性分析

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软件学报 2019年第12期30卷 3750-3764页

作者：申莹珠顾纯祥陈熹张协力卢政宇信息工程大学网络空间安全学院河南郑州450001 河南省网络密码技术重点实验室河南郑州450001

OpenVPN在现实网络中有广泛应用,对其安全性进行评估具有重要的现实意义.基于自动机理论中模型学习的方法,利用协议状态模糊测试的技术对OpenVPN系统进行黑盒测试分析,自动化推演出目标OpenVPN系统的状态机.提出了状态机时间压缩模型并... 详细信息

OpenVPN在现实网络中有广泛应用,对其安全性进行评估具有重要的现实意义.基于自动机理论中模型学习的方法,利用协议状态模糊测试的技术对OpenVPN系统进行黑盒测试分析,自动化推演出目标OpenVPN系统的状态机.提出了状态机时间压缩模型并进行冗余状态和迁移化简,可以准确得到协议状态机中的行为特征.发现了多条期望行为路径外的特别行为路径及可能的安全隐患,为OpenVPN的安全性评估提供了新的思路与方法,同时对类似缺少协议规范但应用广泛的安全协议的内部设计细节分析具有重要参考意义.

关键词： OpenVPN 模型学习状态模糊测试脆弱性分析时间压缩模型

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SIMON算法的白盒实现与分析

软件学报 2024年

作者：罗一诺陈杰王超西安电子科技大学通信工程学院河南省网络密码技术重点实验室

在白盒攻击环境下,攻击者可以访问密码算法的实现过程,观测算法运行的动态执行和内部细节,并任意修改. 2002年Chow等人首次提出了白盒密码的概念,利用查找表技术提出了AES算法和DES算法的白盒实现,所采用的方法称为CEJO框架.白盒实现将... 详细信息

在白盒攻击环境下,攻击者可以访问密码算法的实现过程,观测算法运行的动态执行和内部细节,并任意修改. 2002年Chow等人首次提出了白盒密码的概念,利用查找表技术提出了AES算法和DES算法的白盒实现,所采用的方法称为CEJO框架.白盒实现将已有的密码算法进行编码混淆,在白盒攻击环境下以软件的形式达到保护密钥的目的,同时保证算法结果的正确性. SIMON算法是一种轻量级分组密码算法,因其良好的软硬件实现性能被广泛应用于物联网设备中,研究该算法的白盒实现具有重要现实意义.给出SIMON算法的两种白盒实现.第1种方案(SIMON-CEJO)采用经典的CEJO框架,利用网络化编码对查找表进行保护,从而混淆密钥.该方案占用内存为369.016 KB,安全性分析表明SIMON-CEJO方案可以抵抗BGE攻击和仿射等价算法攻击,但不能抵抗差分计算分析.第2种方案(SIMON-Masking)采用Battistello等人提出的编码方式,对明文信息和密钥信息进行编码,利用编码的同态性,将异或运算和与运算转化为模乘运算和表查找操作;最后进行解码,得到对应的密文结果.在算法运行过程中,对与运算添加布尔掩码,编码的随机性保护了真实密钥信息,提高了方案抵抗差分计算分析和其他攻击的能力. SIMON-Masking占用内存空间为655.81 KB,基于勒让德符号的二阶差分计算分析的时间复杂度为O(n2klog2p).这两种方案的对比结果表明,经典的CEJO框架无法有效防御差分计算分析,运用新型编码并添加掩码是一种有效的白盒实现方法.

关键词：白盒攻击环境白盒实现 SIMON算法掩码 Benaloh编码

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基于侧信道特征的安全代理流量分类方法

计算机工程 2021年第8期47卷 140-148,156页

作者：高平广晖陈熹李光松河南省网络密码技术重点实验室郑州450001 郑州大学体育学院郑州450004

安全代理被越来越多的互联网用户用于规避网络审查和访问受限资源,因此安全代理流量的分类对于网络安全和网络管理具有重要意义。为弥补深度包检测技术在过滤和识别不良信息上的不足,提高防火墙流量探测能力,提出一种安全代理流量分类... 详细信息

安全代理被越来越多的互联网用户用于规避网络审查和访问受限资源,因此安全代理流量的分类对于网络安全和网络管理具有重要意义。为弥补深度包检测技术在过滤和识别不良信息上的不足,提高防火墙流量探测能力,提出一种安全代理流量分类方法。提取用于安全代理流量分类的侧信道特征,包括有效载荷长度序列、信号序列等,使用机器学习和深度学习算法对Shadowsocks、V2Ray、Freegate、Ultrasurf 4种被广泛使用的安全代理流量进行识别。实验结果表明,通过提取与有效载荷内容无关的侧信道特征进行分类,与MLP、LSMP等算法相比,该方法在准确率、F1值等性能方面均有提升。

关键词：安全代理流量分类机器学习深度学习深度包检测

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面向车联网的车辆节点信誉评估方法

信息网络安全 2024年第5期 719-731页

作者：田钊牛亚杰佘维刘炜郑州大学网络空间安全学院郑州450002 河南省网络密码技术重点实验室郑州450002 郑州市区块链与数据智能重点实验室郑州450002 嵩山实验室郑州450002

车联网技术的发展促使了交通信息的交互与共享,能有效提升出行效率,但车联网的开放性使得交通实体容易受到恶意车辆的攻击,会造成严重的后果。针对上述问题,文章提出了一种面向车联网的车辆节点信誉评估方法。首先,提出了一种面向车联... 详细信息

车联网技术的发展促使了交通信息的交互与共享,能有效提升出行效率,但车联网的开放性使得交通实体容易受到恶意车辆的攻击,会造成严重的后果。针对上述问题,文章提出了一种面向车联网的车辆节点信誉评估方法。首先,提出了一种面向车联网的车辆节点分区区块链网络;然后,通过车辆节点之间的信任和基础设施对车辆的辅助信任来计算本地信誉值,借助深度学习算法动态计算全局信誉值,进而可基于全局信誉值确定最佳的数据共享节点;最后,对存储技术进行改进,利用分区区块链存储来保证信誉值、路况信息的不被篡改和可追溯性。仿真实验结果表明,本文所提的方法在通过信誉评估确定恶意节点的准确率和召回率都优于对比方法。

关键词：车联网信誉评估区块链深度学习

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面向复杂应用场景的联盟链多链协同方案

应用科学学报 2023年第4期41卷 601-613页

作者：张勇姚中原王超郭尚坤郭晓涵斯雪明中原工学院前沿信息技术研究院河南郑州450007 河南省网络密码技术重点实验室河南郑州450007 河南省区块链数据共享国际联合实验室河南郑州450007

针对联盟链在复杂应用场景下权限管理分散、业务扩展困难、读写集中和多合约间弱事务性的缺点,提出了一种面向复杂应用场景的联盟链多链协同方案。该方案利用区块链网关统一管理用户访问权限,避免了访问权限管理的分散;提出支持逻辑链... 详细信息

针对联盟链在复杂应用场景下权限管理分散、业务扩展困难、读写集中和多合约间弱事务性的缺点,提出了一种面向复杂应用场景的联盟链多链协同方案。该方案利用区块链网关统一管理用户访问权限,避免了访问权限管理的分散;提出支持逻辑链动态伸缩的链间路由机制,简化逻辑链的管理,降低业务扩展难度;设计读写分离机制,提升逻辑链的读写性能;构造基于TCC的事务方案,满足多业务合约之间的事务性操作。实验和分析结果表明,该方案有效提高了交易吞吐量,且在业务动态扩展和多合约间事务性方面有较好的支持。

关键词：协同方案多链区块链联盟链智能合约