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基于多特征融合多任务的射频指纹识别方法

武汉大学学报（理学版） 2023年第5期69卷 545-552页

作者：熊松磊宋甜鑫苏昱玮张迪郑州大学电气与信息工程学院河南郑州450001 河南省网络密码技术重点实验室河南郑州450001 天地一体化信息技术国家重点实验室北京100086

目前关于射频指纹识别(radio frequency fingerprint identification,RFFI)的研究大多基于单个信号特征,存在识别准确率不高的问题。为此,提出了一种多特征融合多任务的射频指纹识别方法。该方法融合功率谱、基于STFT变换的时频谱、互... 详细信息

目前关于射频指纹识别(radio frequency fingerprint identification,RFFI)的研究大多基于单个信号特征,存在识别准确率不高的问题。为此,提出了一种多特征融合多任务的射频指纹识别方法。该方法融合功率谱、基于STFT变换的时频谱、互功率谱三种信号特征,采用多任务学习(multi-task learning,MTL)策略,使用噪声信息作为先验知识来帮助网络训练,以设备分类为主任务,以信号噪声含量的分类作为网络第二个任务。仿真实验表明,本文提出的多特征融合多任务的方法较单特征单任务的方法有所提高,是一种有效的射频指纹识别方法。

关键词：物理层安全信号处理射频指纹深度学习特征融合

基于ResNet的KLEIN算法改进模板攻击

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密码学报 2022年第6期9卷 1028-1038页

作者：王永娟王灿袁庆军冯芯竹战略支援部队信息工程大学河南省网络密码技术重点实验室郑州450001 四川大学数学学院成都610065

针对传统模板攻击存在的多元高斯正态分布假设受限、预处理复杂度高且不适用于带掩码防护的应用场景等问题,研究基于深度学习的模板攻击的改进方法.利用深度学习模型ResNet,对轻量级分组密码算法KLEIN实施改进模板攻击,根据数据的标签... 详细信息

针对传统模板攻击存在的多元高斯正态分布假设受限、预处理复杂度高且不适用于带掩码防护的应用场景等问题,研究基于深度学习的模板攻击的改进方法.利用深度学习模型ResNet,对轻量级分组密码算法KLEIN实施改进模板攻击,根据数据的标签对数据进行分类.在密钥恢复阶段利用密钥优势叠加的方法,平均需要15条相同密钥加密所产生的能量迹即可有效区分正确密钥.相较于传统的模板攻击,本文的攻击方法成功恢复密钥所需攻击能量迹减少了83.7%,降低了模板攻击的难度,有效提高了模板攻击的成功率和效率.

关键词：模板攻击 KLEIN-64算法深度学习 ResNet

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基于区块链的联邦蒸馏数据共享模型研究

计算机科学 2024年第3期51卷 39-47页

作者：刘炜刘宇昭唐琮轲王媛媛佘维田钊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(信息工程大学) 郑州450000 郑州市区块链与数据智能重点实验室(郑州大学) 郑州450000 嵩山实验室郑州450000 国网许昌供电公司河南许昌461000

零散、孤立的海量数据形成“数据孤岛”使得数据无法交互和连接,如何在保护原始数据隐私的前提下安全有效地共享数据中的知识信息已成为热点研究问题。基于以上内容,提出了一种基于区块链的联邦蒸馏数据共享模型(BFDS)。区别于中心化架... 详细信息

零散、孤立的海量数据形成“数据孤岛”使得数据无法交互和连接,如何在保护原始数据隐私的前提下安全有效地共享数据中的知识信息已成为热点研究问题。基于以上内容,提出了一种基于区块链的联邦蒸馏数据共享模型(BFDS)。区别于中心化架构,采用区块链联合多参与方组建教师网络,实现分布式协同工作;通过交换蒸馏输出的方式,传递数据中的知识信息,联合训练轻量化模型;提出了一种多权重节点可信评估算法,调用智能合约分配权重并生成可溯源全局软标签,降低因参与方质量差异而产生的负向影响。实验结果表明,BFDS模型能联合多参与方安全可信共享数据知识,协同蒸馏训练模型,降低了模型的部署成本;所提出的多权重节点评估算法能有效减小低质量节点的负向影响,提高了全局软标签的质量与安全性。

关键词：区块链知识蒸馏数据共享智能合约

基于多种群遗传算法的相关能量分析中个体结合策略探究

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密码学报 2021年第5期8卷 894-908页

作者：王安李圆丁瑶玲祝烈煌王永娟北京理工大学计算机学院北京100081 河南省网络密码技术重点实验室郑州450001

相关能量分析(correlation power analysis,CPA)是侧信道攻击中的经典有效方法之一,基于假设能量消耗与实际功耗的相关系数恢复密钥.在密码算法并行实现场景下,CPA“分而治之”的思想恢复密钥会导致低信噪比,有效信息无法被充分利用,大... 详细信息

相关能量分析(correlation power analysis,CPA)是侧信道攻击中的经典有效方法之一,基于假设能量消耗与实际功耗的相关系数恢复密钥.在密码算法并行实现场景下,CPA“分而治之”的思想恢复密钥会导致低信噪比,有效信息无法被充分利用,大大降低攻击效率.基于简单遗传算法的CPA借助遗传算法的启发式搜索特性,可以充分利用有效信息,提高攻击效率,但遗传算法存在固有缺点,容易早熟收敛,这种现象在S盒较大数量较多的场景下更严重.基于多种群遗传算法的CPA在单个种群恢复密钥失败时,保留最优个体,并继续新的单种群进化,得到的最优个体与前面保留的最优个体通过“组合”得到更优的个体,一定程度可以缓解早熟收敛的问题,本文中“原始方法”就是这种方法的代称.本文针对多个种群进化结束得到的优秀个体的结合方式进行探究,引入三种新的多种群优秀个体结合策略,分别是:小组赛、投票法和二次进化.小组赛将每两个优秀个体分成一组再“组合”.投票法以适应度为权重进行投票,使得适应度高的个体决策权更大.二次进化保留多个单种群进化结束得到的最优个体,构成初始种群,并以稳态遗传方式进行再次进化.以AES-128算法为例,通过不同噪声标准差下的仿真实验和真实实验将这三种方法与原始方法进行成功率和计算代价的比较,发现二次进化是其中效果最好的,在噪声标准差为3的实验中,二次进化方法在190条波形时密钥恢复成功率达到91%,计算代价0:63×10^(6),此时原始方法的成功率仅60%,计算代价1:60×10^(6).

关键词：相关能量分析简单遗传算法多种群稳态遗传

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可证明安全的高效车联网认证密钥协商协议

计算机学报 2023年第5期46卷 929-944页

作者：乔子芮杨启良周彦伟杨波顾纯祥张明武夏喆陕西师范大学计算机科学学院西安710062 密码科学技术全国重点实验室北京100878 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 上海计算机软件技术开发中心上海201112 河南省网络密码技术重点实验室郑州450052 武汉理工大学计算机科学与技术学院武汉430070

为进一步解决当前车联网认证密钥协商协议效率低下及车辆公私钥频繁更新的问题,研究者利用无证书密码体制能够解决身份基密码体制中密钥托管不足和传统公钥基础设施中证书复杂管理问题的优势,提出了安全高效的无证书车联网认证密钥协商... 详细信息

为进一步解决当前车联网认证密钥协商协议效率低下及车辆公私钥频繁更新的问题,研究者利用无证书密码体制能够解决身份基密码体制中密钥托管不足和传统公钥基础设施中证书复杂管理问题的优势,提出了安全高效的无证书车联网认证密钥协商协议.然而,本文分析发现现有的协议要么不具有轻量级的特征,要么无法满足其所声称的安全性.针对上述问题,本文提出安全性可证明的高效车联网认证密钥协商协议的新型构造,并基于判定性Diffie-Hellman和离散对数等复杂性假设对协商密钥的安全性和通信消息的不可伪造性进行了形式化证明.与现有的相关协议相比,本文协议不仅效率更高且安全性更优,同时具备证书和密钥的集中管理、双向认证等属性,上述优势使得该协议在车联网中具有更好的性能和适应性,因此我们的协议更适合在该网络中使用.

关键词：无证书公钥密码机制认证密钥协商车辆自组织网分叉引理

基于改进公证人机制的联盟链跨链隐私保护方案

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计算机应用 2023年第10期43卷 3028-3037页

作者：郭晓涵姚中原张勇郭尚坤王超斯雪明中原工学院前沿信息技术研究院郑州450007 河南省网络密码技术重点实验室(信息工程大学) 郑州450001 河南省区块链与数据共享国际联合实验室(中原工学院) 郑州450007

联盟链跨链交互既增强了联盟链应用的功能,又扩展了应用的使用范围,因此对促进联盟链应用推广和产业发展意义重大。然而,目前联盟链跨链交互依然存在着用户身份和资产交易信息隐私泄露的问题,进而阻碍了联盟链跨链交互技术的广泛应用。... 详细信息

联盟链跨链交互既增强了联盟链应用的功能,又扩展了应用的使用范围,因此对促进联盟链应用推广和产业发展意义重大。然而,目前联盟链跨链交互依然存在着用户身份和资产交易信息隐私泄露的问题,进而阻碍了联盟链跨链交互技术的广泛应用。针对以上问题,提出一个基于改进公证人机制的联盟链资产跨链隐私保护方案。首先,在合约层引入哈希锁定机制来改进传统的单签名公证人跨链方式,从而降低传统公证人机制中心化作恶的风险;其次,利用同态加密的特性在保证交易合法的前提下,实现对交易资产的可用不可见;同时,利用多密钥生成中心(KGC)模式的标识密码算法实现在网络层上的用户身份隐私保护。理论分析和实验结果表明,所提方案对联盟链跨链交互时交易中的用户身份信息和资产信息具有良好的隐私保护效果,且相较于其他同类方案在签名和验证方面的开销更低。

关键词：区块链公证人哈希锁定同态加密标识密码隐私保护

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基于关联信息提取的恶意域名检测方法

通信学报 2021年第10期42卷 162-172页

作者：张斌廖仁杰信息工程大学密码工程学院河南郑州450001 河南省信息安全重点实验室河南郑州450001

为提高基于域名关联信息的恶意域名检测准确率,提出了一种基于域名解析信息与请求时间相结合的恶意域名检测方法。首先,将域名解析记录表示为异质信息网络中的节点和边,以同时表征异质域名数据获得较高的域名信息利用率;其次,为避免采... 详细信息

为提高基于域名关联信息的恶意域名检测准确率,提出了一种基于域名解析信息与请求时间相结合的恶意域名检测方法。首先,将域名解析记录表示为异质信息网络中的节点和边,以同时表征异质域名数据获得较高的域名信息利用率;其次,为避免采用稀疏邻接矩阵相乘操作提取关联信息时间复杂度较高的问题,提出了一种基于元路径的广度优先网络遍历算法,提高关联解析信息提取效率;针对弱连接域名由于缺少关联解析信息而漏检的问题,引入请求时间刻画域名之间相关性,提高检测样本覆盖率;最后,设计权重自适应的域名表示学习算法,将域名关联解析信息和关联请求时间信息向量化,通过域名特征向量之间的欧氏距离量化域名之间关联性,进而构建有监督分类器进行恶意域名检测。理论分析和实验结果表明,所提方法具有较高的域名关联信息提取效率,所得检测覆盖率和F1分数分别为97.7%和0.951。

关键词：恶意域名检测异质信息网络域名解析信息请求时间表示学习

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信息流控制研究进展

软件学报 2017年第1期28卷 135-159页

作者：吴泽智陈性元杨智杜学绘解放军信息工程大学河南郑州450001 密码科学技术国家重点实验室北京100094 河南省信息安全重点实验室河南郑州450001

信息流控制能够保证数据与隐私端到端安全,一直是信息安全领域研究的重点和难点.为介绍信息流控制相关的研究现状和进展,首先,从基于格、安全类型系统、安全进程代数和自动机这4个方面介绍了信息流控制的基本理论与模型;其次,从计算机... 详细信息

信息流控制能够保证数据与隐私端到端安全,一直是信息安全领域研究的重点和难点.为介绍信息流控制相关的研究现状和进展,首先,从基于格、安全类型系统、安全进程代数和自动机这4个方面介绍了信息流控制的基本理论与模型;其次,从计算机层次结构由下而上出发,综述了基于硬件、操作系统、虚拟机、高级语言、低级语言、数据库和网络的信息流控制实现方法,并对比了各类研究的特点;然后,结合当今时代前沿技术,分析了信息流控制在云计算、移动互联、大数据和物联网等新技术下的应用;最后,总结了当前信息流控制相关研究中存在的问题,并针对今后该领域的研究趋势进行了展望,对下一步研究工作有一定的参考价值.

关键词：信息流控制安全模型安全类型系统进程代数动态污点跟踪

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位置轨迹相关性差分隐私保护技术研究与进展

密码学报 2023年第6期10卷 1118-1139页

作者：秦呈旖吴磊魏晓超王皓山东师范大学信息科学与工程学院济南250307 河南省网络密码技术重点实验室郑州450001 山东省分布式计算机软件新技术重点实验室济南250307

随着移动互联网、智能终端设备和GPS定位技术的普及应用,产生了大量轨迹数据以应用于基于位置的服务.然而,具有时空相关性的行动轨迹可以体现或泄露单用户的个人信息或多用户之间的某些社会关系信息,进一步导致严重的隐私泄露.这些位置... 详细信息

随着移动互联网、智能终端设备和GPS定位技术的普及应用,产生了大量轨迹数据以应用于基于位置的服务.然而,具有时空相关性的行动轨迹可以体现或泄露单用户的个人信息或多用户之间的某些社会关系信息,进一步导致严重的隐私泄露.这些位置轨迹数据的共享和发布离不开隐私保护技术的支持,而大多数隐私保护模型的安全性是基于一定的背景知识,若背景知识已被攻击者掌握,则无法提供完善的隐私保护.差分隐私技术有效弥补这一缺陷,并广泛应用于位置轨迹数据相关性隐私保护领域中.本文首先介绍差分隐私、全局敏感度、噪声机制以及组合性质等相关概念;其次系统地对基于差分隐私的位置轨迹相关性隐私保护技术进行了研究与分析,进一步地详细阐述了差分隐私模型下单条轨迹内相关性保护、两条不同轨迹之间相关性保护以及多条不同轨迹之间相关性保护在时间、空间以及时空方面的隐私保护方法;最后,在对现有方法对比分析的基础上,提出了位置轨迹相关性隐私保护未来的重点研究发展方向.

关键词：差分隐私位置轨迹相关性相关模型序列转换数据可用性隐私保护