基于DCR假设的KDM-CCA安全性

加密方案的KDM（Key-Dependent Message）安全性定义依赖于某一特定的函数族[F]。通过引入一类新的函数族,证明了在两个用户的情形下,Cramer和Shoup提出了基于DCR（Decisional Composite Residuosity）假设的方案（以下称为CS-DCR方案）,关于这类新函数族具有KDM-CCA安全性。由于CS-DCR方案本身非常得高效,因此,获得了兼有高效性和（相应）KDM-CCA安全性的加密方案。     

一种混沌图像加密算法的选择明文攻击和改进

在已有的四维超混沌系统的基础上构造了一个五维超混沌系统,对一种结合超混沌序列和移位密码的数字图像加密算法进行了分析,通过选择明文攻击的方法,成功破解了该算法中用于像素位置置乱以及像素值扩散和混淆的等效密钥,从而能利用破解的等效密钥解密出目标明文。为此对该算法进行了两个方面的改进。一个改进是加密系统中使用了新构造的五维超混沌系统,使得改进算法的密钥空间更大,进一步提高了安全性。另一个改进是设计混沌系统的初始值与明文图像的SHA-256哈希值有关,从而使得密钥流与明文图像相关,达到“一次一密”的效果。密钥空间分析、密钥敏感性分析、统计分析、信息熵分析、差分攻击分析、抗剪切、抗噪声、抗压缩分析等实验结果表明,改进后的图像加密算法比原加密算法更加安全有效。     

一种基于仿生元胞自动机的图像加密算法

针对一维元胞自动机加密密钥空间小、扩散速度慢、安全性不高,以及有些二维元胞自动机需额外增加规则存储空间,加密后效果不理想等问题,提出一种基于仿生元胞自动机的图像加密算法。该算法首先将明文图像像素值转换为二进制矩阵,再将二进制矩阵分成大小相同的2部分作为仿生元胞自动机的2个初始状态,然后选取一个仿生元胞自动机规则作为密钥,利用仿生元胞自动机的演化进行加密。实验结果表明,本文提出的图像加密方案具有较大的密钥空间,对明文和密钥敏感,可以更好地保障加密图像的安全。     

指定服务器的基于身份加密连接关键字搜索方案

公钥加密关键字搜索(PEKS)允许用户发送关键字陷门给服务器,服务器可以通过陷门定位到包含用户搜索的关键字的密文。为了消除已有基于身份加密的关键字搜索(IBEKS)方案中服务器和接收者之间的安全信道,Wu等人提出了一种指定服务器基于身份加密的关键字搜索(dIBEKS)方案。可是,Wu等人提出的dIBEKS方案不满足密文不可区分性。为了克服Wu等人方案的不足,本文提出一种指定服务器基于身份加密的多关键字搜索方案。安全性分析表明,本文所提方案同时满足了密文不可区分、陷门不可区分和离线关键字猜测攻击的安全性。效率分析显示,本文的方案更高效。      

A Cryptograph Domain Image Retrieval Method Based on Paillier Homomorphic Block Encryption

With the rapid development of information network, the computing resources and storage capacity of ordinary users cannot meet their needs of data processing. The emergence of cloud computing solves this problem but brings data security problems. How to manage and retrieve ciphertext data effectively becomes a challenging problem. To these problems, a new image retrieval method in ciphertext domain by block image encrypting based on Paillier homomophic cryptosystem is proposed in this paper. This can be described as follows: According to the Paillier encryption technology, the image owner encrypts the original image in blocks, obtains the image in ciphertext domain, then passes it to the third party server. The server calculates the difference histogram of the image in ciphertext domain according to the public key and establishes the index database. The user passes the retrieved image to the server. The server computes the differential histogram of the retrieved image by public key. Then, compares the similarity of it with the histogram in index database and selects larger similarity images in ciphertext and send them to the user. The user obtains the target image with the private key. The experimental results show that the method is feasible and simple.     

存储分割编码技术在移动云安全中的应用

针对移动终端频繁更新数据效率低、安全性不高的问题,提出一种基于加密技术和编码技术的存储分割编码技术。首先,将移动终端的数据进行等分分割后存储在云端,通过编码技术标记每份数据;然后,用户在更新数据时下载相应数据块信息进行更新;最后,更新完的数据块通过重新编码,加密上传到云端相应位置,组合成完整的数据进行存储。实验结果表明,相比传统移动云安全方案(AES加密方案和RC编码),存储分割编码技术在频繁更新云端数据时节省了文件转换时间,同时大幅降低了移动终端的性能消耗。该方案能够显著提高更新数据的效率及移动终端的资源利用率,同时有效增强了移动云数据的机密性和完整性,对于移动终端频繁更新云端数据的需求,具有明显优势。     

基于混沌动态随机分组与调制分数阶FFT旋转因子的图像加密

针对分数阶傅里叶变换(FRFT)图像加密中,由于FRFT旋转因子单一性和分组单一性而引起的安全性问题,提出一种新的加密方法——混沌动态随机分组与随机调制FRFT旋转因子。该方法采用3个混沌子系统:用子系统1(密钥)对明文进行无损预加密,得到(一次)密文;然后,用子系统2对FRFT进行动态分组;用子系统3对FRFT旋转因子进行随机调制。接着,用经动态分组、随机调制旋转因子后的FRFT对(一次)密文进行二次加密。相邻像素相关性、像素改变率等测试结果表明,该算法对统计攻击和差分攻击具有较强的抵御能力;实时性、还原性测试表明,一次加密中,采用无损方式与有损相比,其解密用时减少了52.5%,解密后明文相似度提高了4.5%,由此,免除了去噪处理,降低了系统开销。安全性测试表明, 与单纯调制旋转因子方法相比,随机分组与调制旋转因子方法的信息熵提高了1.7%,抵御穷举法攻击的能力提高了10³⁶³⁵倍。由此表明,该方法在实时性、还原性、安全性等方面,均优于混沌密钥单纯调制FRFT旋转因子算法。     

并行密文倒排索引研究

加密数据是保护用户隐私的一个方法,特别在开放系统中的数据处理需求更为迫切,但要解决如何在密文上进行检索的问题。针对SSE-1密文检索方案的一些性能缺陷,采用不同的加密策略,在lucene倒排索引的基础上,设计了密文倒排索引Crypt-Lucene,同时结合云计算特点,设计了并行构建Crypt-Lucene方案,理论分析了方案的性能,并通过实验证明了方法的有效性。实验结果表明,Crypt-Lucene与SSE-1相比,索引构建时间减少了约为60%,同时具有较好的空间性能,对于大文档集合,利用MapReduce在4结点构成的Hadoop集群上并行构建8个Crypt-Lucene索引能减少83.4%的时间。     

标准模型下的高效强安全混合加密方案

如何设计标准模型下满足适应性选择密文安全（IND-CCA2）的高效加密方案,是公钥密码学领域的一个重要研究课题。基于判定型双线性Diffie-Hellman问题,提出了一个高效、短公/私钥长度、强安全的,基于对称加密算法、消息认证码算法、密钥分割算法等基础算法的一次一密型混合加密方案,分析了方案的安全性和效率。方案在标准模型下被证明具有IND-CCA2安全性,支持公开的密文完整性验证,与同类方案相比计算效率高。     

基于视觉特性的小波域数字图像水印算法

在信息时代,数字图像成为人们储存信息、传播知识和分析问题的重要媒体。但是,随着网络技术的发展和缺 乏相应的监督技术,在网络中传播的数字图像极易被恶意盗用和非法篡改。在缺乏技术保障的情况下,图像的拥有者很难维 护自己的所有权。为了解决这一问题,数字水印技术应运而生。本文提出了一种在小波域内综合考虑人的视觉特性和鲁棒性 的水印算法,该算法简单方便、效果好。