摘要：针对网络信息安全领域专业学位培养的应用型特点以及相关案例资源少等问题,以数据安全一体化为例,提出一种浸入式的项目案例资源建设方法,从系统架构、功能设计、案例思考和案例实践几方面介绍案例资源创设与实践,以在实践中形成有特色的、基于案例驱动的网络信息安全领域专业学位研究生教学模式。

摘要：KNOT认证加密算法是国际轻量级密码算法征集竞赛活动第2轮入围的候选算法之一。该算法具有软硬件实现快、资源消耗低等特点,其安全性受到了全球广泛的关注。基于标志位技术,提出了密码S盒的新可分性模型构建方法。同时,利用KNOT-256的算法结构,构建了KNOT-256密码算法新的可分性的混合整数线性规划模型,并由此设计了该算法零和区分器的自动化新搜索方法。研究结果表明:KNOT-256置换存在30轮的零和区分器,尽管该区分器对KNOT认证加密算法(分组长度为256的版本的初始化轮数是52轮)的安全性没有造成实际的威胁,但得到的结果证实了新的零和区分器构造方法是有效的。

摘要：轻量级分组密码的安全性分析越来越倾于向自动化和智能化的方向发展.目前基于深度学习对轻量级分组密码进行安全性分析正在成为一个全新的研究热点.针对由美国国家安全局在2013年发布的一款轻量级分组密码SIMON算法,将深度学习技术应用于SIMON3264的安全性分析.分别采用前馈神经网络和卷积神经网络模拟多差分密码分析当中的单输入差分多输出差分情形,设计了应用于SIMON3264的6~9轮深度学习区分器,并比较了2种神经网络结构在不同条件下的优劣.通过对前馈神经网络和卷积神经网络的7轮深度学习区分器向前向后各扩展1轮,提出了针对9轮SIMON3264的候选密钥筛选方法.实验结果证实:采用128个选择明文对,可以成功地将65535个候选密钥筛选在675个以内.这说明基于深度学习的差分区分器相比传统差分区分器需要更少的时间复杂度和数据复杂度.

摘要：传统公钥密码的加解密速度较慢,这就使得这些密码很难应用于一些资源受限的环境.针对这一缺陷,设计了一个快速公钥密码算法.该算法使用中国剩余定理来隐藏陷门信息,其加密算法使用了几个大模数的模乘法运算,而解密算法只使用了一个模乘法运算和一个低阶矩阵和向量的乘法运算,所以该密码具有很快的加解密速度.该算法的安全性同时基于两个数学困难问题,攻击者如果想从公钥求解私钥,就必须先分解一个大整数,然后再求解联立丢番图逼近问题.分析表明,该算法能够抵抗格规约攻击,是一个安全快速高效的公钥密码体制.

摘要：LiCi是由Patil等人(2017)提出的轻量级分组密码算法。由于采用新型的设计理念,该算法具有结构紧凑、能耗低、占用芯片面积小等优点,特别适用于资源受限的环境。目前该算法的安全性备受关注,Patil等人声称:16轮简化算法足以抵抗经典的差分攻击及线性攻击。该文基于S盒的差分特征,结合中间相遇思想,构造了一个10轮的不可能差分区分器。基于此区分器,向前后各扩展3轮,并利用密钥编排方案,给出了LiCi的一个16轮的不可能差分分析方法。该攻击需要时间复杂度约为283.08次16轮加密,数据复杂度约为259.76选择明文,存储复杂度约为276.76数据块,这说明16轮简化的LiCi算法无法抵抗不可能差分攻击。

摘要：稳固加密(insubvertible encryption)是一种新型的重加密技术,它在RFID安全协议设计中发挥着重要的作用.最近,Osaka等人基于稳固加密和守护代理提出了一种新的RFID认证协议,并声称该协议具有不可追踪性、标签不可欺骗性、抵抗替换攻击、拥有权可以安全转移、密钥安全同步更新等.利用该协议中读卡器随机数和守护代理随机数的差量恒等关系,提出了一种异步攻击方法:通过伪造差量恒等的随机数,可以有效地进行读卡器和后台服务器的所有认证计算,并使服务器上的密钥和标签密钥异步,从而导致合法标签被拒绝服务.研究结果表明:该协议在异步攻击下是很脆弱的.

摘要：密码S盒是许多对称密码算法的核心部件,通常决定算法的安全强度.如何设计并确保密码S盒具有一定能力抵御侧信道攻击(如功耗攻击)一直是业界研究的难点.在密码S盒的设计中,除了传统的代数构造外,采用自动搜索工具(如元胞自动机(cellular automata, CA))进行搜索设计也是当前研究热点之一.基于CA规则,采用变元分量部分固定和分别搜索的策略,提出了一种S盒新搜索方法.研究结果表明:更多的4×4最优S盒被发现,实现S盒的扩展;特别地,该方法还可以将CA规则下3类4×4次优S盒转化为4×4最优S盒.与已有结果相比较,新发现的4×4最优S盒具有较低透明阶等优点,能更好地抵御侧信道攻击.

摘要：针对几类高强度密码S盒是否存在新的安全性漏洞问题,提出了一种求解S盒非线性不变函数的算法。该算法主要基于密码S盒输入和输出的代数关系来设计。利用该算法对这几类密码S盒进行测试,发现其中几类存在相同的非线性不变函数;此外,如果将这些S盒使用于分组密码Midori-64的非线性部件上,将会得到一个新的变体算法。利用非线性不变攻击对其进行安全性分析,结果表明:该Midori-64变体算法存在严重的安全漏洞,即在非线性不变攻击下,存在2^(64)个弱密钥,并且攻击所需的数据、时间及存储复杂度可忽略不计,因此这几类高强度密码S盒存在新的安全缺陷。

摘要：LBlock密码算法是近来提出的一类轻量级分组加密算法。利用LBlock算法的结构特点,结合立方检测的基本思想,设计2个密钥中比特捕获算法,对LBlock算法输出所涉及的密钥比特个数情况进行分析。9轮简化LBlock的每个输出比特全部卷入所有的主密钥比特信息,在18维立方变元下,11轮简化LBlock的输出累加中每个比特全部卷入所有的主密钥比特信息。上述2轮简化LBlock均不存在密钥中比特。研究结果表明,全轮LBlock密码算法具有稳固的密钥信息扩散及混淆性,足以抵抗经典立方攻击。

摘要：随着4 bit S盒在轻量级密码算法中的广泛应用,如何捕获这些4 bit S盒输入及输出的代数关系成为了目前的研究热点之一。根据S盒的输入及输出关系,提出了n bit S盒的非线性回路代数关系的通用求解算法。针对4 bit S盒设计了高效的非线性回路代数关系求解算法,并对国际公认的16类最优4 bit S盒及多个著名的轻量级密码算法中的S盒进行了测试分析。同时,还对上述轻量级密码算法中S盒所属等价类进行了检测。研究结果表明:16类S盒代表元中只有3类不存在二次回路代数关系;同属等价类S盒可能会有不同的二次回路代数关系;MANTIS、PRIDE、Marvin等轻量级算法的S盒存在多个二次回路代数关系。即这些包含低次回路代数关系的S盒存在潜在的安全缺陷。