摘要：SM2系列算法是由我国自主设计的商用椭圆曲线密码算法.目前,对SM2解密算法的实现安全性分析通常遵循对椭圆曲线通用组件的研究成果,缺乏结合算法本身结构和特点而进行的实现安全性研究.同时,SM2解密算法中的哈希和验证步骤,使大部分需要利用错误输出的故障攻击方式对于SM2解密算法并不适用.针对该现状,本文根据SM2解密算法本身的特点,结合安全错误类故障攻击思想,提出了一种减轮故障与侧信道相结合的选择密文组合攻击.攻击的核心是通过故障注入改变标量乘循环的轮数,然后由侧信道分析确定故障轮数的具体取值.根据部分密钥猜测结合明文、正确密文等构建选择密文,并将其输入至具有特定故障效果的解密设备,最后通过解密设备输出验证部分密钥猜测是否正确,逐步恢复私钥.此外,文中分析了攻击对不同标量乘法以及常见防护对策的适用性.最后,本文在基于ARM Cortex M4核心的STM32F303微控制器芯片上,使用时钟毛刺注入和简单能量分析的方式对SM2解密算法进行了实际攻击实验并成功恢复出了私钥.实验结果表明,该攻击方法具有可行性和实用性.

摘要：掩码在模幂安全实现中被广泛采用,其抵抗侧信道分析的能力已被充分证明.本文发现模乘运算中读操作数的功耗将泄露操作数的地址,进而提出了一种基于线性判别分析的模板攻击方法,可对模幂掩码实现进行攻击.相比以往基于操作数的泄露,读操作数的功耗泄露将不受掩码的影响,对常见的带掩码防护的模幂实现仍有效.本文提出的方法首先将测试向量泄露检测技术应用于泄露特征提取,降低了无关点对攻击的影响;然后将线性判别分析扩展用于对曲线的分类和降维,提升了曲线的类可分离性.最后,本文以硬件模幂掩码实现为实验对象,通过实验验证了基于读取操作数的泄露分布在整个模乘运算中,且对不同类型模乘分类的准确率可达到99.98%.

摘要：非洲猪瘟(ASF)是由非洲猪瘟病毒(ASFV)引起的一种高度传染性和致死性疫病,近年来给我国生猪产业的健康发展造成了沉重打击。ASFV庞大的基因组导致人们难以及时掌握流行毒株的全基因组序列。本研究旨在利用Nanopore三代测序技术建立一种简便可靠的ASFV全基因组测序方法。设计覆盖ASFV全基因组的31对引物并分为4个引物池对样本进行扩增,通过Nanopore测序技术对扩增产物进行测序,进一步优化相关生物信息学分析方法,最终成功建立了ASFV全基因组测序方法。应用该方法成功从某环境拭子样本中获取一株全长为189 416 bp的ASFV全基因组测序。经一代测序验证表明,在B646L、EP402R、E183L、MGF_360-12L、MGF_505-3R和I177L等关键基因及部分变异位点上,本方法结果与一代测序结果一致性100%;在全基因组水平上,本方法结果与二代测序结果一致性为99.94%。此外,在这项研究中,采用Nanopore测序技术发现了NP1450L基因与NP419L基因间区存在56 bp的重复序列插入(通过一代测序技术进行了验证),但是二代测序未能发现这一显著的变异特征。本研究成功建立了基于Nanopore技术的ASFV全基因组测序方法,该方法具有良好的简便性和可靠性,为当前ASF的防控和分子流行病学研究提供了一个重要手段。