摘要：近年来,随着隐私保护关注度的增加,基于全同态加密(FHE)的加密数据库管理系统(DBMS)受到更多研究关注.FHE允许DBMS外包给云服务器而不泄露明文数据,有效防止内部恶意泄露和外部非法窃取.然而,FHE的DBMS在实际部署中面临高计算延迟和低查询处理能力的挑战.为此,提出一种基于混淆模分量全同态加密算法(CMP-FHE)的高效密文数据库系统,通过符号函数与取模运算设计密文索引,降低计算开销,提高查询效率.同时,基于N元N式齐次方程组实现快速密文索引,大幅减少运算次数.该方案在10 000行密文数据中进行关键字查询仅需54 s,验证了全同态密文数据库的实用性.

摘要：大语言模型从模型本身和推理中检索知识以生成用户所需的答案,因此评价大语言模型的推理能力成为热点.然而,尽管在隐语方面大语言模型表现出较好的推理与理解能力,但在诸如电信诈骗等特殊领域隐语理解能力、推理能力的评价尚未出现.针对此问题,设计并实验了首个针对特殊领域隐语的大语言模型评估系统,同时提出了包含许多特殊主题的首个隐语数据集.针对数据交叉匹配问题和数据计算问题,分别提出了协同调和算法和基于指示函数的数据感知算法,从多角度评价大语言模型的表现.实验证明,该系统可以灵活、深入地评估大语言模型问答的识别准确性.同时,结果首次揭示了大语言模型基于提问风格和线索的识别准确性变化.设计系统可以作为一种审计工具帮助提高大语言模型的可靠性和安全性.

摘要：哈希函数在区块链中扮演着安全基石的重要角色,对区块链系统中共识机制的构建和数据完整性保护发挥着不可替代的作用.然而随着量子技术的加速发展,量子计算机的出现将对经典哈希函数构成严重安全威胁,基于量子算法的并行计算特性,Grover量子算法在寻找哈希冲突时较经典搜索算法能提供2次加速,从而能有效实施针对经典哈希函数的量子计算攻击,例如挖矿攻击、伪造攻击,对区块链的安全构成严重挑战.阐述了哈希函数的抗原像性、弱抗碰撞性及强抗碰撞性,分析了针对经典哈希函数的量子计算攻击主要形式:原像攻击和第二原像攻击.从抗量子安全的角度对区块链中的哈希函数展开比较研究,从构造、输入、输出、优点、缺点等方面出发,对5类典型哈希算法进行分析与对比,并对区块链中的哈希函数提出设计建议,为后量子时代区块链中的哈希函数的设计提供有益参考.

摘要：经典区块链中拜占庭容错共识机制使用的公钥数字签名在量子计算机的指数级加速下暴露出脆弱性,存在一定的安全风险。针对拜占庭容错共识机制不具有量子安全性的问题,提出了基于HotStuff的高效量子安全拜占庭容错共识机制EQSH(Efficient Quantum-Secured HotStuff)。首先,为解决现有无条件安全签名(Unconditionally Secure Signatures,USS)通信复杂度高的问题,提出了一种高效的多方环形量子数字签名(Efficient Multi-party Ring Quantum Digital Signatures,EMRQDSs)方案,该方案基于一种环形量子网络,在保证量子安全性、不可伪造性、不可抵赖性以及可转移性的同时,通信复杂度为O(n)。其次,为了消除量子敌手对门限签名的安全威胁,对HotStuff中使用的门限签名进行替换,提出了一种基于密钥分发中心的签名收集方案,该方案可以实现与门限签名同样的效果,通信复杂度为O(n),同时保证了量子安全性。最后,将上述两个方案相结合,应用于HotStuff中,提供了量子安全性;设计了一个起搏器保证了活性;简化了共识信息格式,使用流水线共识流程提高了共识效率。EQSH中没有使用量子纠缠等成本较高的技术,可在现有技术条件下实现,实用价值较高。相较于HotStuff,EQSH具有量子安全性。相较于其他非纠缠型量子安全拜占庭容错共识机制,EQSH首次将通信复杂度降为O(n),具有更佳的性能表现,且对于客户端量子线路数量的需求更低,有利于降低量子网络的架设成本。

摘要：照片档案是国家机构、社会组织及个人在社会活动中直接形成的以静止摄影为主要反映方式的、有保存价值的回忆记录。由于照片数量大,管理者根据某些特殊条件(如地点、关键节日、人物组合等)从海量照片中快速检索出相关照片比较困难,而由于照片档案的特殊性,不方便使用在线照片管理软件。因此,本文介绍了一种可以利用多模态检索技术,根据地点、关键节日、人物组合等条件,从海量照片中快速检索出符合要求的本地照片档案管理系统。通过使用该系统,照片档案管理工作者可以简化照片录入、筛选流程,快速找到符合特定条件的照片,极大地减轻自身的工作负担。

摘要：无线通信网络的迅猛发展使得传输信息量迅速增加,这对系统的传输效率和通信安全提出了更高的要求。为满足上述要求,提出了一种基于扰动时空混沌的三维OFDM星座加密方案。首先,设计了一种反馈元胞自动机,以提高元胞自动机的周期性和伪随机性。将反馈元细胞自动机的迭代结果进行归一化后,作为扰动加入时空混沌系统中。通过分岔图、李亚普诺夫指数、回归映射分析和随机性测试,证明了添加该扰动的系统具有良好的混沌特性。其次,设计了一种新的三维16-ary星座图,将星座点之间的最小欧氏距离扩大了6.3%,并结合扰动的时空混沌系统实现了三维星座旋转的物理层调制加密。实验仿真结果表明,与其他三维16-ary星座映射旋转加密算法相比,该算法的误码率性能提高了约1 dB。此外,通过密钥空间、密钥灵敏度和统计攻击的安全分析,证明了其良好的安全性能。

摘要：针对大流检测、突变流检测和基数估计等的网络流量测量对保障网络安全具有重要意义.但当前相关研究存在实时性不足、测量精度不高等问题.针对上述问题,设计了一种基于多层Sketch(multiple layer sketch, ML Sketch)的网络流量测量模型.首先,该模型采用自主设计的ML Sketch结构,使用分类存储结构提高了流量测量的精度.其次,在SDN(software defined network)环境下利用流量实时回放技术,模拟了流量的动态发生场景.最后,在SDN控制平面实现了对大流、突变流和基数估计类流量的实时动态检测.在UNSW-NB15上的实验结果表明,与传统Sketch结构相比,所设计的ML Sketch结构在F1_Score指标上最高提高4.81%,相关误差最高降低81.12%,验证了该模型的有效性.

摘要：FBC是一种轻量级分组密码算法,由于结构简单、软硬件实现灵活等优点成为2018年中国密码学会(CACR)举办的全国密码算法设计竞赛中晋级到第2轮的10个算法之一.FBC密码包含3个版本支持128和256两种比特长度的明文分组以及128和256两种比特长度的密钥,本文主要对分组长度128位的两个版本进行分析.我们基于SAT(Boolean satisfiability problem)模型对FBC的差分特征进行自动化搜索,得到了新的14轮差分路线,概率为2^(-102.25).基于此路线我们给出了18轮FBC128-128和20轮FBC128-256差分分析,并且在分析过程中给出了复杂度估计.对于18轮FBC128-128差分分析,时间复杂度和存储复杂度分别为2^(101.5)和2^(52).对于20轮FBC128-256差分分析时间复杂度和存储复杂度分别为2^(184)和2^(96).

摘要：针对基于耦合映像格的时空混沌系统中,某些控制参数会导致弱混沌的现象,以及系统生成序列频率分布不均的情况,提出了一种基于分区初等元胞自动机的二维伪随机耦合映像格系统。首先,基于初等元胞自动机,设计了高维的分区初等元胞自动机。然后,根据该高维自动机的输出,实现了伪随机的耦合方案,同时将自动机的输出作为扰动添加至时空混沌系统中。利用K熵、分岔图等对二维伪随机耦合映像格系统的动态特性进行了对比分析,同时对系统生成序列的分布特性、相关性以及随机性进行了研究。结果表明,该系统建立了更强更广泛的混沌特性,拥有良好的复杂性、遍历性和非周期性。此外,该系统生成的序列具有更均匀的分布和序列之间更低的相关性,并拥有良好的伪随机性。因此,二维伪随机耦合映像格系统在密码系统和混沌保密通信中具有广阔的应用前景。

摘要：S盒是分组密码算法中的关键部件之一,其混淆和置乱作用决定着整个密码算法的安全强度。为使基于混沌系统生成的S盒具有更好的密码学性能,提出了一种基于抗退化混沌系统的动态S盒设计方案。首先,使用Lorenz混沌映射扰动Chebyshev混沌映射;然后,使用截取位数法和划分区间法生成两种初始S盒;最后,使用索引排序扰乱法得到最终S盒。所提抗退化混沌系统生成的混沌序列不存在短周期现象,具有遍历性、不可预测性等特点;运用于S盒的设计中能极大提升S盒的安全性能,消除混沌生成源的安全隐患;并且,通过对系统参数的调控可批量地生成动态S盒。对S盒的安全性能,即非线性度、差分均匀性、严格雪崩准则、输出比特间独立性和双射特性进行了测试和对比,实验结果表明,所提方案生成的S盒具有更好的密码学性能,可用于分组密码算法的设计中。