摘要：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.

摘要：针对无线传感器网络分簇路由协议所筛选簇头节点的位置分布不均衡及转发节点的数据传输路径不合理会加剧节点能量消耗、缩短网络生存周期的问题,提出一种基于改进粒子群优化算法的分簇路由协议。在簇头选举过程中,通过定义节点的能量因子和位置均衡因子建立新的适应度函数,评估和选择更优的候选簇头节点;通过优化的自适应学习因子调整候选簇头节点的位置更新速度,扩大局部搜索并加快全局搜索的收敛速度。根据转发节点与基站的距离确定采用单跳还是多跳传输方式,设计一种基于最小生成树的多跳方法,为转发节点数据传输选择最优的多跳路径。仿真测试结果表明,基于改进粒子群算法的分簇路由协议能够选举能量与位置更均衡的簇头节点和转发节点,缩短了网络的通信距离,节点的能耗更低且更均衡,有效延长了网络生存周期。

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：现有的多数抗泄露加密机制的研究均假设敌手的泄露是来自收到挑战密文之前,并禁止敌手在挑战后进行泄露操作.然而,在现实中敌手往往是接触到密文数据后会通过各种手段获取相应密钥的泄露信息,因此挑战后的泄露容忍性更符合实际环境的真实应用需求.针对上述不足,本文将对身份基加密(identity-based encryption,IBE)机制的挑战后泄露容忍性展开研究,提出IBE机制熵泄露容忍性的属性要求和安全性定义;并在状态分离模型中联合熵泄露容忍的IBE机制和二源提取器设计抗挑战后泄露攻击的IBE机制,对上述构造在选择明文攻击下的安全性进行了形式化证明.此外,为了获得具有更优安全性的IBE机制,在上述构造的基础上,通过增加消息验证码设计选择密文攻击安全的挑战后泄露容忍的IBE机制.

摘要：稀疏多元多项式插值用于构造黑盒函数,是求解多项式代数问题的一种有效策略,具有多项式时间复杂度的多元稀疏插值算法已得到广泛研究和使用.近期Huang(2021)提出了一个基于多样化多项式的稀疏插值算法,计算复杂度为O(nTlog^(2)q+nT√Dlogq),是有限域上首个关于变元个数n和项数界T的线性函数,关于次数界D的分数次幂的高效算法.由于Huang算法准确恢复黑盒多项式的成功率为3/4,为提高插值成功率,文章分析了Huang算法不能准确恢复黑盒多项式的三种情形,并给出相应的解决方案,基于此设计了一种基于多样化多项式的高概率稀疏插值算法,理论分析和数值实验证实了算法的可行性和有效性.

摘要：针对A~*算法在数字高程模型(DEM)路径规划中的低效问题,提出一种基于距离与坡度的改进A~*寻路算法。该算法面向规则网格DEM,以距离和坡度作为路径搜索评估指标,设计新的评价函数,并以地表障碍评判路径的可通行性。在寻路过程中,根据实际场景DEM数据计算相匹配的参数,使得改进算法能自适应不同场景下DEM数据分辨率的变化;采用动态权值调整完备性函数和启发性函数对评价结果的影响,优化路径选择。仿真测试结果表明,改进算法能够通过参数调整适应DEM分辨率的变化,搜索出优化的路径,降低搜索时间,提高搜索效率。

摘要：密码学是信息安全专业的基础课程。针对密码学课程的教学改革,文章从可视化软件、密码工程、前沿技术三方面进行了一些探索,取得了较好的教学效果,具有一定的参考价值。

摘要：泄露攻击的出现,导致在传统理想安全模型下已证明安全的密码机制在实际应用中不再保持其所声称的安全性;并且现有基于双线性映射构造的抗泄露无证书密钥封装机制(certificateless keyencapsulation mechanism,CL-KEM)的计算效率较低.针对上述不足,在不使用双线性映射的前提下本文设计了抗连续泄露的CL-KEM,并基于经典的判定性Diffie-Hellman假设对构造的安全性进行形式化证明.在我们的CL-KEM实例中,封装密文的所有元素对敌手而言是随机的,确保任意敌手均无法从封装密文中获知关于用户私钥的泄露信息;并且泄露参数是固定的常数,不受封装密钥空间大小的限制.为了进一步增强CL-KEM的抗泄露攻击的能力,本文构造了一个泄露量达到l_(sk)(1-O(1))的新颖抗泄露CL-KEM,其中l_(sk)表示私钥的长度,分析表明该机制在具有上述优势的同时,将抵抗泄露攻击的能力提升到最佳.最后,基于抗泄露CL-KEM提出抗泄露无证书混合加密机制和抗泄露无证书密钥协商协议的通用构造方法.

摘要：布尔函数是在密码学、纠错编码和扩频通信等领域有着广泛应用的密码函数,寻找性能优良的布尔函数一直是密码学领域的重要问题之一。基于引力搜索算法设计了一种搜索布尔函数的新算法。该算法模仿万有引力定律,以n维空间中的质量点表示布尔函数,以布尔函数的密码特性作为目标适应度函数进行搜索。实验结果表明,算法使用新设计的目标适应度函数可以直接生成具有1阶弹性、1阶扩散准则和高非线性度、高代数次数以及低自相关指标等多种密码学指标的平衡布尔函数,并且进一步给出了直接生成2输出平衡布尔函数的计算机搜索算法。

摘要：提出了一个有限域上的基于竞争策略的稀疏多元多项式插值算法,改进了Javadi和Monagan在2010年提出的概率性插值算法.对n个变元,t个非零项的多元多项式f进行插值,Javadi/Monagan算法要求给定f的全次数上界d,为确定变元x_j在第i个单项式中的次数,需要从O到d做d+1次根测试,每个变元测试次数为O(td).改进算法设计了两个子算法并采用竞争策略用尽可能少的插值点准确计算变元x_j在多项式f中的次数集,使得测试次数降为O(td'),其中d'为变元x_j在f中出现的次数集的基数,因而减小了测试次数及根冲突的概率.在Maple环境下实现了改进算法,Zippel算法和Javadi/Monagan算法,给出了测试用例对3种算法的插值点个数及其CPU运行时间进行了比较.