公开密钥算法卫星广域网保密通信中的研究及其实现

该文针对卫星广域网的特点，分析了该系统的数据完全问题，指出在卫星数据通信网中实施公共密钥算法进行密钥管理的必要性和可能性，提出了一种基本公开密钥算法和传统密钥算法相结合的保密通道实现方式，并给出了保密性分析。     

基于Chebyshev多项式的公钥密码系统算法

介绍有限域Chebyshev多项式的定义和性质。针对基于有限域Chebyshev多项式的类ElGamal公钥密码系统存在的弱点,提出一个新的公钥密码算法。该算法的公开密钥隐藏了求秘密密钥的信息,即已知该算法的公开密钥求秘密密钥,在计算上几乎是不可行的。通过理论分析和编程实现,证明该算法是正确可行的,其安全性高于同类算法。     

RSA公钥密码体制在数字签名中的应用

RSA的安全基于大数分解的难度，其公开密钥和私人密钥是一对大素数的函数，从一个公开密钥和密文中恢复出明文的难度等价于分解两个大素数之积。鉴于这种特性，利用RSA公钥密码体制可在电子商务中实现数据的加密和数字签名。文中介绍了RSA体制的算法过程及RSA体制在加密和数字签名中的应用，分析了RSA实现的效率和安全性。由此可见，RSA体制能很好地实现数字签名的功能，并得到了广泛应用。     

MD5算法在RSA算法中应用

在密码系统中,主要分成私有密钥系统与公开密钥系统。在公开密钥系统中,RSA密码系统是最有名的密码系统,它是由高位元数的模乘法运算以及模指数运算所组成。大多网络系统使用公开密钥密码系统,而RSA密码系统和MD5信息摘要算法结合可以确保数据的完整性。     

RSA算法安全性分析

网络系统最主要的安全技术是数据加密,而RSA算法是密钥系统最安全的一种体制,其算法的安全性基于数论中大素数分解的困难性。该文首先介绍RSA公开密钥加密算法数学原理,并讨论RSA算法固有缺陷,最后分析RSA算法的安全性。     

密钥管理技术研究

密钥管理是密码系统中的关键技术。本文分别介绍了用户公开密钥算法与对称密钥算法的密钥管理方案,针对密钥监管的需要,本文介绍了密钥托管技术。作为密码学新的研究领域,本文最后介绍了基于身份的密码系统及其在密钥管理中的特点。     

浅析RSA算法

本文介绍了公开密钥密码体制RSA的算法原理及该算法的内在特性,详细描述了RSA算法的应用和密钥对的建立过程。     

用RSA实现电子商务系统中的数字签名

安全性、易用性与加解密的效率是建构PKI客户端系统的重要内容。这些问题与密钥的管理、加密的硬件实现有关。RSA的安全基于大数分解的难度,其公开密钥和私人密钥是一对大素数的函数,从一个公开密钥和密文中恢复出明文的难度等价于分解两个大素数之积。鉴于这种特性,利用RSA公钥密码体制可在电子商务中实现数据的加密和数字签名。文中介绍了RSA体制的算法过程及RSA体制在加密和数字签名中的应用,分析了RSA实现的效率和安全性。     

用RSA实现电子商务系统中的数字签名

安全性、易用性与加解密的效率是建构PKI客户端系统的重要内容。这些问题与密钥的管理、加密的硬件实现有关。RSA的安全基于大数分解的难度,其公开密钥和私人密钥是一对大素数的函数,从一个公开密钥和密文中恢复出明文的难度等价于分解两个大素数之积。鉴于这种特性,利用RSA公钥密码体制可在电子商务中实现数据的加密和数字签名。文中介绍了RSA体制的算法过程及RSA体制在加密和数字签名中的应用,分析了RSA实现的效率和安全性。     

用Java2实现RSA算法

RSA算法是被应用得最多的公开密钥算法之一。本文从RSA算法的特点、加密算法、解密算法、密钥的产生等方面介绍RSA算法，并用Java2程序实现RSA算法，给出源代码和运行结果。     

PQVPN:抗量子计算攻击的软件VPN设计

随着量子破译算法的不断优化和量子计算机硬件技术的快速发展,目前传统密码算法面临越来越大的安全风险,这使得抗量子计算成为研究热点,目前用传统密码体制构建的VPN,越来越受到量子计算攻击的威胁。为了解决传统VPN中在身份验证和密钥协商环节不能抵抗量子计算攻击的问题,本文基于Microsoft PQCrypto-VPN项目的框架,依赖于OpenSSL的OpenQuantum Safe项目分支,设计了一套抗量子计算攻击的软件VPN系统。对比进入NIST第三轮筛选的后量子数字签名和密钥协商算法,通过综合考量运算性能和安全性能,系统采用后量子签名算法Picnic和密钥协商算法CRYSTALS-KYBER,以实现VPN通信中数据的抗量子计算攻击安全保护。同时,本文对所使用的上述两种后量子算法进行了安全性分析,以阐述本系统的抗量子安全性能,并对系统进行了性能测试。在测试的带宽条件下,VPN连接后最高上传速度可达206 Kb/s,下载速度可达2495 Kb/s,与通过公网直接传输和通过传统OpenVPN传输两种情形下的传输速度相近;在通信延迟方面,相比目前提出的三种后量子VPN系统均有明显降低,在牺牲少量带宽的情况下实现了对数据通信的更高安全保障。     

基于BRLWE的物联网后量子加密技术研究

随着量子计算机的发展,现有的公钥加密体系无法保障物联网通信的安全性。后量子加密算法所基于的数学难题目前还不能被量子计算机攻破,因此具备良好的抗量子安全性,尤其是基于格的公钥密码体制,有望成为下一代公钥加密体系的主流。然而,后量子加密算法存在计算量大、存储空间大等问题,如果将其直接应用于物联网终端的轻量级设备中,会降低物联网环境的通信效率。为了更好地保护物联网通信安全,保障物联网通信效率,提出了Sym-BRLWE(symmetrical binary RLWE)后量子加密算法。该算法在基于二进制环上容错学习(BRLWE,binary ring-learning with errors)问题的加密算法的基础上,改进了离散均匀分布上的随机数选取方式和多项式乘法的计算方式,从而满足物联网通信的效率要求,增加了加密安全性防护性措施以保证算法在取得高效率的同时具有高安全性,更加适应于物联网轻量设备。安全性分析表明,Sym-BRLWE加密算法具有高安全性,从理论上能够抵抗格攻击、时序攻击、简单能量分析和差分能量分析;仿真实验结果表明,Sym-BRLWE加密算法具有通信效率高的优势,加密解密效率高且密钥尺寸小,在模拟8 bit微型设备的二进制运算环境下,选择140 bit的抗量子安全级别参数时,相较于其他已有的基于BRLWE的加密算法,同等加密条件下Sym-BRLWE加密算法能够在加密总时间上减少30%~40%。     

新量子技术时代下的信息安全

量子技术将在未来深刻影响密码学以及信息安全行业。可以利用上千个量子比特运行量子算法的通用量子计算机将直接威胁信息安全基础算法,导致当前广泛使用的RSA等公钥密码被破解,也会使分组密码算法的密码强度减半。量子通信中量子密钥分发的实施会改变传统保密通信的物理结构。这些重大 应用价值也是发展量子技术的驱动力。结合当前一些关于量子技术的热点新闻,从量子计算和量子通信两个方面分别综述了量子技术对信息安全技术的影响。同时简要介绍了这些技术的最新发展现状,包括通用型和专用型量子计算机的发展、量子密钥分发技术实验室环境的进展以及天地一体化量子通信网络的发展状况等。最后对信息安全技术的未来形态做了思考和总结。未来量子技术将会与现有各种技术深度融合,共同存在。     

一种改进的辫子群上的密钥协商协议

由Shor，Boneh和Liptonon等人发现的、可在量子多项式时间内解决大整数分解、离散对数和椭圆曲线上的离散对数问题的量子算法使得当前以这些“难解”问题为基础的传统公钥密码体制受到挑战。辫子群是一种新兴的适用于量子计算机时代的公钥密码平台，但是目前基于辫子群的密钥协商协议AAG、AAFG和BDH等都有不同程度的安全弱点。本文利用随机化辫子和非共轭变换技术，在AAG和AAFG密钥协商协议的基础上，提出了一种改进的辫子群上的密钥协商协议，用于在非保密信道上安全协商共享密钥。该协议可以抵抗目前已知的长度攻击、线性表示攻击和各种基于共轭搜索方法的攻击。     

利用OpenSSL实现PKI中数字签名及数字验证的研究

主要介绍如何利用OpenSSL实现数字签名及数字验证,重点关注数字签名及数字验证的处理流程。通过对比实验,得到数字签名方案中的几个特点,并着重分析算法和公钥算法对数字签名方案效率的影响,为完善数字签名在实际通信安全领域中的应用提供建议。     

Improving the computational efficiency of modular operations for embedded systems

Security protocols such as IPSec, SSL and VPNs used in many communication systems employ various cryptographic algorithms in order to protect the data from malicious attacks. Thanks to public-key cryptography, a public channel which is exposed to security risks can be used for secure communication in such protocols without needing to agree on a shared key at the beginning of the communication. Public-key cryptosystems such as RSA, Rabin and ElGamal cryptosystems are used for various security services such as key exchange and key distribution between communicating nodes and many authentication protocols. Such public-key cryptosystems usually depend on modular arithmetic operations including modular multiplication and exponentiation. These mathematical operations are computationally intensive and fundamental arithmetic operations which are intensively used in many fields including cryptography, number theory, finite field arithmetic, and so on. This paper is devoted to the analysis of modular arithmetic operations and the improvement of the computation of modular multiplication and exponentiation from hardware design perspective based on FPGA. Two of the well-known algorithms namely Montgomery modular multiplication and Karatsuba algorithms are exploited together within our high-speed pipelined hardware architecture. Our proposed design presents an efficient solution for a range of applications where area and performance are both important. The proposed coprocessor offers scalability which means that it supports different security levels with a cost of performance. We also build a system-on-chip design using Xilinx’s latest Zynq-7000 family extensible processing platform to show how our proposed design improve the processing time of modular arithmetic operations for embedded systems.     

公钥密码算法识别技术研究

嵌入式设备在网络中引发了很多安全隐患,针对嵌入式系统的网络安全问题,识别其中的公钥密码算法是分析系统安全性的一个重要方面。在对公钥密码算法加密原理的研究以及在汇编级算法特征分析的基础上,提出了一种基于语义的公钥密码算法加密行为分析方法,可以对算法的加密行为进行准确地刻画,并结合模型检测技术完成对嵌入式系统中可能包含的公钥密码算法的识别。测试结果表明,该方法具有较好的准确性和稳定性。     

可公开验证无证书的多接收者匿名签密方案

针对广播通信环境下存在的接收方身份信息泄露以及发送方身份信息模糊等问题,提出了一种可公开验证的多接收者匿名签密方案。该方案利用安全参数完成系统初始化,生成系统的主密钥和公开参数,利用用户身份和哈希函数相结合的密钥生成方法,提取出用户的公私钥对,并在签密过程中将接收者的身份集合采用拉格朗日插值隐藏在多项式里,生成具有接收者身份匿名性的密文,将此密文发送给接收者,对收到的密文验证发送和接收两方身份合法性,通过后解密输出正确明文。在随机预言模型下,基于离散对数问题和计算性Diffie-Hellman困难问题证明了方案的机密性、不可伪造性、匿名性和公开验证性。与几种经典的多接收者签密算法在计算量和安全属性上进行比较,实验结果表明该方案计算开销适中、安全性好。     

基于区块链的星间通信网络安全加密控制系统设计

目前设计的星间通信网络安全加密系统加密深度低,导致通信误码率高,无法保证星间通信网络安全;引入区块链技术设计一种新的星间通信网络安全加密系统;选择性能最优的LEO类型的卫星放置在中层的卫星网络通信轨道中,其他类型的LEO卫星则各个成为单独的卫星网络分体系,处理主体系中的杂乱通信信号;构建地面用户之间的链路关系及卫星网络链路,实现高阶层卫星通过无线电链路或光纤链路对下一阶层的卫星覆盖,完成系统硬件设计;引用区块链分布式数字化身份加密技术,通过用户使用密钥对公钥的加密保护结构图定位通信网络的状态以及通信网络的加密状态,在区块链公开性的基础上增添了用户的密钥,通过用户的独有密钥使用户使用公共的星间通信网络进行通信,实现星间通信网络安全加密;实验结果表明,基于区块链技术的星间通信网络安全加密系统能够有效提高网络安全加密系统加密深度,降低误码率。     

公安物联网移动应用初步研究

公安物联网已成为我国物联网发展的重要方向之一。公安物联网移动应用是移动互联网在公安安全领域的具体应用,在公安物联网发展中占据了非常重要的地位。文中对公安物联网移动应用业务、总体架构、发展所涉及的三项关键技术（基于位置的应用、终端安全技术和集群通信技术）进行了阐述,并对公安物联网移动应用的公安数字化单兵系统进行了介绍,以期为了解、发展和推进公安物联网及应用起到一定的作用。