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  • 【期刊】 众核计算平台的高吞吐率密码算法加速

    刊名:计算机工程与科学 作者:符鹤 ; 李春江 ; 王昊 ; 谢永芳 关键词:密码算法 ; 众核平台 ; 高吞吐率 ; 粗粒度并行 机构:中南大学信息科学与工程学院 ; 中南大学信息科学与工程学院 ; 国防科技大学计算机学院 年份:2018
    摘要:众核处理器适应于加速高吞吐率的计算密集型应用,而密码算法需要进行大量的数学计算,特别需要使用高吞吐率的计算平台。提出了一种面向众核平台的粗粒度并行加速框架,该框架不考虑算法内部的运算过程,将数据以计算函数为单位分配到众核协处理器上执行。使用MIC众核协处理器,采用三级并行结构及任务分配机制,提升了高吞吐率密码算法处理的并行性。针对多种密码算法应用的实验结果表明,该框架可充分利用众核平台实现粗粒度并行的高吞吐率加解密处理。
  • 【期刊】 一类抗量子计算的公钥密码算法研究

    刊名:信息网络安全 作者:游伟青 ; 陈小明 ; 齐健 关键词:量子计算 ; 量子攻击 ; 辫群 ; 密钥交换 机构:北京电子科技学院 ; 北京电子科技学院 年份:2017
    摘要:密码技术是保障信息安全的核心技术,密码体制的安全依赖于密钥,管理密钥是一大难题.利用密钥协商技术能够实现密钥分配的任务,保障用户安全建立共享密钥.目前应用的密钥协商技术安全性设计大都建立在有限域下离散对数问题上,该问题在量子计算机上已经有成熟的攻击方法,在量子计算机成功研制之前需要探索能够抵抗量子攻击的密钥交换技术.经典公钥密码系统的弱点随着量子技术的快速发展表现越来越突出.文章分析了RSA算法的安全性设计,介绍了一种经典的量子算法对经典公钥密码算法的攻击方法及其工作原理,总结了成熟的量子计算攻击特性,指出了寻找抵抗量子攻击的必要性及能够抵抗量子攻击的公钥密码实现平台要求.文章提出了一种强化的随机函数构造方法,给出了一种辫群上改进的密钥交换协议算法,并从设计安全性与实现效率两个方面对改进后的算法进行了相对全面的分析.
  • 【期刊】 基于运算部件的可重构密码算法处理架构

    刊名:计算机工程 作者:杨壮林 ; 郭宇波 ; 赵梦恋 关键词:密码算法 ; 粗粒度 ; 可重构 ; 运算部件阵列 ; 路由器阵列 ; 路由表 机构:浙江大学超大规模集成电路设计研究所 ; 浙江大学超大规模集成电路设计研究所 年份:2015
    摘要:针对加解密运算中微处理器性能低、功耗高,以及专用电路灵活度受限的问题,提出基于运算部件粗粒度可重构的密码加速单元及其架构。给出密码运算的原子运算并实例化为运算部件,以原子运算部件为重构粒子,路由表负责配置运算部件互连网络以组合运算,参数表负责配置密码算法参数。通过生成路由表与参数表配置信息,对密码加速单元进行粗粒度重构。该架构在TSMC 0.13μm时可工作在350 MHz的时钟频率下。实验结果表明,提出的架构兼具微处理器与专用电路的优点,支持多种密码算法,所需的信息量和资源消耗少,并具有较好的性能面积比。
  • 【期刊】 对轻量级分组密码算法LBlock的差分故障攻击

    刊名:密码学报 作者:王涛 ; 王永娟 ; 高杨 ; 张诗怡 关键词:轻量级分组密码 ; LBlock算法 ; 差分故障攻击 机构:信息工程大学 ; 信息工程大学 年份:2019
    摘要:本文首先分析差分故障攻击的故障模型与原理,利用S盒的差分不均匀性,通过建立输入差分、输出差分和可能输入值之间的对应关系,给出差分故障分析的优化方案,实现快速归约,提高差分故障攻击的效率.本文通过对LBlock算法建立对应关系,可以快速直观缩小输入值取值空间,进而快速确定对应扩展密钥.对于不同故障值(输入差分),对应的输出差分和可能输入值均不相同,可以得到二元关系集合.由于轻量级分组密码S盒多为4×4 S盒,该集合中元素较少,注入少量不同故障值,通过查表,对可能输入值取交集即可快速确定唯一可能输入值.将优化方案应用于LBlock轻量级分组密码算法,在最后一轮输入处注入2次宽度为16 bit的故障可恢复最后一轮轮密钥,然后将状态回推一轮,在倒数第二轮输入处注入2次宽度为16 bit的故障可恢复倒数第二轮密钥.根据密钥扩展方案,恢复两轮轮密钥后将恢复主密钥的计算复杂度降为2~(19).
  • 【期刊】 基于FPGA的双线性对密码算法并行架构设计

    刊名:南开大学学报(自然科学版) 作者:郝中源 关键词:双线性对 ; 密码芯片 ; 有限域 ; FPGA 机构:天津大学电子信息工程学院 ; 天津大学电子信息工程学院 年份:2018
    摘要:为提高双线性对加密算法密码芯片中的执行速度,设计并实现了1种面向双线性对加密运算的并行硬件处理架构.该架构中运算单元由2个同步运行的算术核构成,实现了对双线性对算法中有限域运算的并行处理,提高了硬件资源的复用率.设计采用Verilog HDL编码,并基于FPGA实现.与传统方案相比,该方案在满足安全性的条件下实现了较快的速度和较小的面积,能够满足安全密码芯片的应用要求.
  • 【期刊】 基于AHB-Lite总线的祖冲之密码算法IP核研究

    刊名:微电子学与计算机 作者:刘政林 ; 张振华 ; 陈飞 ; 邹雪城 关键词:祖冲之算法 ; AHB-Lite总线 ; 可复用IP核 ; 128-EEA3 ; 128-EIA3 机构:华中科技大学光学与电子信息学院 ; 华中科技大学光学与电子信息学院 年份:2015
    摘要:目前对祖冲之密码算法的研究大多集中在ZUC算法的优化以及硬件实现上,尚无基于标准总线并包含128-EEA3以及128-EIA3功能的可重用IP(Intellectual Property)核设计方面的研究.设计了基于AMBA AHB-Lite总线结构的祖冲之密码算法IP核,IP核同时包含了128-EEA3和128-EIA3的功能,并基于ARM Cortex-M0DS处理器搭建SOC(System on Chip)对设计进行了验证,最后在Xilinx Spartan6上对系统进行了实现.
  • 【期刊】 一种基于国产密码算法的身份认证方案

    刊名:齐齐哈尔大学学报(自然科学版) 作者:陈荣征 ; 邹昆 关键词:挑战/应答模式 ; 身份认证 ; SM2算法 ; 加密 ; 劫取连接攻击 机构:广东职业技术学院信息工程系 ; 广东职业技术学院信息工程系 ; 电子科技大学中山学院计算机学院 年份:2015
    摘要:提出了一种基于国产密码算法的身份认证方案。方案中的关键数据用SM2加密保护,引入随机数保证发送中间认证信息的时间具有无规律性。方案克服了传统方案存在的常见安全漏洞,可以更有效地抵御窃取信息攻击和劫取连接攻击,并保留了传统方案的安全特性,可以适用于安全性需求较高的场合。
  • 【期刊】 江南天安开源基于国产密码算法的OpenSSL密码库

    刊名:中国信息安全 关键词:密码算法 ; OPENSSL ; 密码库 ; 国产 ; 安全套接字层 ; 开源 ; 江南 ; 开发包 年份:2018
    摘要:OpenSSL是一个安全套接字层密码库,是一个基于密码学的安全开发包,在国内应用极其广泛,但是一直以来提供国际通用密码算法,国产密码算法一直没有真正的嵌入。随着国产密码算法的大力推广,很多使用OpenSSL开源库的系统也面临着国密改造的问题,
  • 【期刊】 轻量级分组密码算法ESF的相关密钥差分分析

    刊名:密码学报 作者:尹军 ; 宋健 ; 曾光 ; 马传贵 关键词:轻量级分组密码 ; ESF算法 ; 相关密钥差分分析 ; 混合整数线性规划 机构:数学工程与先进计算国家重点实验室 ; 数学工程与先进计算国家重点实验室 ; 信息工程大学 ; 陆军航空兵学院 年份:2017
    摘要:差分密码分析是对分组密码比较有效的攻击方法之一,寻找高概率的差分特征是攻击的第一步.Matsui的分枝定界算法是第一个经典搜索差分特征的方法,获取能够抵抗差分攻击的安全界;此外,计算活跃S盒数量的下界是另外一种评估分组密码抵抗差分攻击的方法.在2011年,Mouha等人将计算活跃S盒数量的问题转化成混合整数线性规划问题,应用于面向字的分组密码.在2014年亚密会上,Sun等人扩展了Mouha等人的方法,对面向比特的分组密码,在单密钥和相关密钥模型下计算最小活跃S盒数量的下界.本文基于Sun等人的自动化差分特征搜索方法,结合轻量级分组密码ESF设计特点,建立相关密钥下的MILP模型,得到10轮和11轮ESF最优相关密钥差分特征概率分别为2~(-16)和2~(-20).最后,利用搜索得到的11轮相关密钥差分特征,将相应的相关密钥差分区分器向后扩展2轮,提出了13轮的相关密钥差分攻击,攻击的数据复杂度为2~(47),时间复杂度为2~(66).
  • 【期刊】 分组密码算法抗故障攻击能力度量方法研究

    刊名:电子与信息学报 作者:欧庆于 ; 罗芳 ; 叶伟伟 ; 周学广 关键词:分组密码 ; 故障攻击 ; 度量 机构:海军工程大学信息安全系 ; 海军工程大学信息安全系 年份:2017
    摘要:该文从算法层面对分组密码固有的故障泄露特点进行了分析,提出一种可用于刻画其故障传播特性的传播轨迹框架,并以此为基础构建了适用于单次和多次故障注入场景的抗故障攻击能力度量方法.实验表明,该度量方法能够有效刻画不同故障注入场景下密钥空间的变化规律,进而揭示其算法层面的抗故障攻击能力.
  • 【期刊】 区块链的椭圆曲线密码算法侧信道安全分析

    刊名:应用科学学报 作者:万武南 ; 陈豪 ; 陈俊 ; 张仕斌 关键词:区块链 ; 椭圆曲线密码 ; 侧信道攻击 ; 简单功耗分析 ; 标量乘 机构:成都信息工程大学网络空间安全学院 ; 成都信息工程大学网络空间安全学院 ; 成都信息工程大学计算机学院 年份:2019
    摘要:区块链是一种全新的去中心化的分布式计算技术,它利用密码技术保障区块链数据的完整性、匿名性、隐私和不可篡改性,而区块链共识机制的计算效率成为阻碍其发展瓶颈之一,因此区块链硬件化成为趋势.然而,侧信道攻击已成为密码硬件设备主要攻击手段之一,区块链硬件设备将存在侧信道攻击安全威胁.该文针对区块链技术中采用的椭圆曲线密码算法,探讨椭圆曲线标量乘中倍点和倍加运算原子级实现算法,提出了标量乘原子操作运算的功耗特征模型;通过功耗特征模型提出了一种实用的SPA攻击方法,采集一条标量乘功耗曲线可破解密钥;然后从原子级运算操作入手,分析倍点和倍加产生功耗差异本质原因,通过对倍点和倍加运算增加空操作,给出了原子操作级的等功耗防御方案,为区块链硬件设备提供抗侧信道攻击的安全密码技术;最后对未来研究进行了展望.
  • 【期刊】 轻量级分组密码算法TWINE差分故障攻击的改进

    刊名:通信学报 作者:高杨;王永娟;王磊;王涛; 关键词:轻量级分组密码;;TWINE算法;;差分故障攻击;;概率模型 机构:信息工程大学 ; 信息工程大学 年份:2017
    摘要:针对轻量级分组密码TWINE的半字节分组差分扩散规律展开研究,提出一种新的差分故障攻击的方法,并基于S盒差分分布统计规律性计算出恢复轮密钥的概率下界,由此给出完整恢复种子密钥的故障注入次数期望。理论证明和实验结果同时表明,算法第33、34、35轮平均注入9次故障即可完全恢复种子密钥。最后提出故障注入位置的改进,提升了实际攻击的可行性。
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