摘要：USB3.0接口以其高速稳定的数据传输能力,已经成为硬件设备的主流接口。该文针对安全运算模块设计中对多模块控制的需求问题,提出了一种可用于多安全运算模块的USB3.0控制器固件设计方法。该方法充分运用CYUSB3014芯片和FPGA芯片的硬件资源,设计了接口传输模式配置、DMA通道、GPIFII接口控制逻辑等主要模块的固件程序。经测试,该方案能够有效控制多安全运算模块对PC端数据进行加解密处理,且传输速度能达到330.3MB/s,相比现有设计提升37%,实现了数据的高速可靠传输,具有较好应用前景。

摘要：为了抵抗量子计算机的攻击,相关的后量子密码算法被先后提出.NTRU(Number Theory Research Unit)密码算法是基于格理论的典型算法之一,在NTRU密码方案的硬件设计及实现过程中,主要会面临格攻击、简单能量攻击、差分能量攻击及相关能量攻击等风险.为了解决NTRU算法在实现过程中的侧信道攻击安全隐患,提出一种新的全同态掩码防御方案,并给出电路设计参考模型,所提出方案能够对NTRU算法所有系数执行掩码操作并防范能量攻击.本方案的密钥生成部分采用高斯抽样算法,解密部分采用同态加密实现密文间的全同态运算.设计的全同态掩码方案电路模型中,根据算法功能分为数据采样区、存储区及运算区.本方案通过高斯取样生成密钥,能防范格攻击;通过密文之间的同态运算,可以实现多项式所有系数同时掩码;通过分析算法的同态性,验证了本方案的正确性;通过分析方案的实现过程,论证了该方案能够有效防御选择密文攻击、差分能量攻击、零值攻击及相关能量攻击.

摘要：为了解决区块链交易过程中的隐私泄漏问题,对 SM9 标识密码算法进行改进,提出了基于身份认证的多KGC 群签名方案.以联盟链为基础,设计了基于 SM9 算法可证明安全的区块链隐私保护方案,并对以上方案进行安全性与效率分析.通过分析证明,方案具有签名不可伪造、保证节点匿名及前向安全等特性.通过效率分析:该方案较Al-Riyami 等人提出的无证书签名方案减少 2 次双线性对运算,验签效率提高约 40%;较 Tseng 等人与 Chen 等人提出的方案分别减少 4 次与 2 次指数运算,计算效率整体得到提高.该方案通过多 KGC 群签名保护交易双方的用户身份,实现在节点间进行身份验证的同时,保护了节点的隐私.

摘要：电子投票比传统纸质投票更为灵活高效,能节省大量人力物力,在不同选举场合中的地位越来越重要.同态加密技术可以在电子投票过程中发挥重要作用,同态加密技术结合其他安全技术和手段来设计的电子投票系统,可以在计票过程中有效保护投票者的身份隐私,相比其他类型的电子投票系统也更为简洁高效.为了解决电子投票中的身份隐私保护和实现效率问题,本文提出了一种基于SEAL库的同态加权电子投票系统,通过同态操作实现密文计票,可有效抵抗来自计票中心内部的恶意攻击,保证选票保密性和计票结果正确性;通过在选票中引入投票权重,可以使电子投票系统实现加权投票;通过将选票信息密态存储在云端数据库,将计票中心部署在云端,可在保证安全的前提下借助云计算服务实现高效计票;系统中加密算法的安全性基于格上RLWE困难问题,可以抵抗量子计算攻击.对所设计投票系统的效率测试表明,完成对1000张选票的计票工作仅耗时1.867 s,相比Will等人在ICCCRI2015中提出的基于Paillier的电子投票系统计票耗时减少了32.73%,相比Wang等人在2017年提出的基于Helib的电子投票系统计票耗时减少了99.26%,相比Li在2017年提出的基于Helib的电子投票系统计票耗时减少了91.81%.本文提出的同态加权电子投票系统可以满足多个候选人投票和加权投票,能够适用于多种投票场景,且计票效率可以满足大规模投票的应用需求.

摘要：文章以网络攻击与防御课程为例,结合传统的教学方法存在的不足之处,提出基于OBE理念的教学设计,介绍运用ADDIE模型从分析确定教学目标、设计教学内容、开发教学材料、选择实施策略和进行课程考核评估五个方面进行教学设计与实践。实践证明,采用该模型不仅给教师在备课、授课过程环节给予指导,同时也保证学生学有所获,促进教学质量的提高,也为其他课程的改革提供新的思路和方法。

摘要：目前的软件复用技术主要围绕软件代码的复用进行研究。而随着开源项目的增多,基于待开发项目的需求文档分析,实现项目级的复用就显得非常有价值。当开发人员获取项目的软件需求后,通常需要对其分析并构建解决方案,然后进行设计与实施。如果能根据项目的软件需求找到相似的历史项目进行复用,可以大大节省项目设计与实施时间。因此,在现有的项目级复用研究基础上,该文提出一种基于需求分析的项目级复用技术PR-REQ。该方法首先分析历史开源项目,给出了开源项目的领域信息提取算法,代码的功能操作序列提取算法以及数据模型信息的提取算法;然后给出了针对待开发项目需求文档的领域信息提取算法,用例的功能操作序列提取算法以及数据模型信息的提取算法;最后构建需求文档与历史项目的相似性度量方法,从而找到最相似的项目进行项目级复用。为了验证该方法的有效性和准确性,从Github上下载了8个类别的开源项目进行实验,实验结果表明该方法对项目级复用具有较好的实用价值。

摘要：传统的用户行为数据加密方法,缺少系统的二次密文,导致了用户行为数据的保密性不足,于是提出一种基于区块链技术的数据防篡改方法,通过区块链技术确定用户行为数据储存的最大化效果,利用转换函数转移并加密储存原数据,依靠多个小区块组建区块链的数学模型,并输出二次密文,验证用户行为数据并对其进行加密和解密,以此来完成用户行为数据防篡改方法的设计。实验证明,所提方法有效提高了用户行为数据的保密性,同时不会影响到数据管理系统的运行性能。

摘要：量子计算机的迅速发展使得基于经典数论困难问题建立的现代公钥密码体制安全性面临严峻的威胁,设立和部署可抵御量子计算机攻击的后量子公钥密码系统势在必行.基于环上误差学习问题并使用加密的构造方式,设计了一种后量子认证密钥交换(authenticated key exchange,AKE)协议.首先利用密文压缩技术,提出了一个IND-CPA安全的公钥加密方案.之后在此方案的基础上,使用Fujisaki-Okamoto变换技术,得到了一种IND-CCA安全的密钥封装机制.通过隐式认证方式,构造了一个后量子AKE协议.此协议在标准eCK模型下可证明安全并可以达到弱的完美前向安全.采用LWE测试器进行了安全性测试,该协议安全度为313 b.与其他基于格上困难问题设计的AKE协议相比,安全度较高且通信量较低,是一种更加简洁高效的后量子AKE协议.

摘要：基于量子态的纠缠和叠加特性,量子计算机具有强大的并行运算能力,在某些数学问题上可为经典计算机所不能.自Shor算法提出以来,因其一经应用即可对现行主流公钥密码体制构成实际威胁,量子计算机的研究受到了广泛关注.本文分析量子计算机与经典计算机的差异,给出在经典计算机上模拟量子叠加态和量子纠缠特性以及施加多量子门的方法,并使用面向对象的架构编写模拟量子计算机的量子状态、量子门等主体模块,并为研究人员预留了设定不同退相干过程的接口.为了方便基于模拟量子计算机的量子软件开发,本文设计了涵盖量子线路设计、运行结果可视化、统计、存储等功能的人机交互界面.同时,在文章的最后一部分用本文开发的软件做了几个较为经典的量子计算方面的实验,给出实验结果,并结合量子计算的原理对实验结果进行分析,加深读者对量子计算的理解.

摘要：设计基于集成学习的全云化健康大数据整合系统,实现健康大数据的高效率、高精度整合。管理员操作管理操作层实现系统控制、调控以及应用;大数据分析层通过ELM预测模型的参数单步预测方法获取融合多维参数信息的健康数据预测结果,并采用Bagging集成学习方法融合ELM预测模型获取高精度的强学习模型,实现差异多维全云化健康大数据的有效判读;通过全云化健康大数据整合层中的整合管理器以及整合运行引擎整合健康大数据,并通过调控层将整合后的健康大数据反馈到大数据资源层中,存储到该层中的临时数据库以及元数据库中,同时这些数据库中的数据为应用软件数据库提供数据调度服务。实验结果说明,该系统整合健康大数据的整合量和整合效率高,且具有较高的空间存储容量和并发数据处理性能。