DESL轮特征搜索算法的实观

DESL是一种轻量级分组密码,对于分组密码最常用的密码分析技术是差分密码分析。差分密码分析根据差分概率表搜索轮特征,采用C＋＋语言实现了搜索轮特征的算法,并搜索得到了三轮、五轮等多种轮特征,为进一步的差分密码分析打下了基础。     

基于MILP方法的LED密码安全性分析

基于自动化搜索算法求解差分特征与线性逼近,成为了分组密码的差分与线性攻击研究热点。提出一种面向半个字节MILP模型自动化搜索密码算法的差分特征与线性逼近方法,对轻量级LED密码进行分析,以较少的变量与约束不等式求解活跃S盒数量,4轮运算至少有25个活跃S盒,这个结果与算法设计者给出的活跃S盒理论值相同,验证了该方法的正确性。最后,计算LED算法的最大差分特征及线性逼近概率,证明其能够抵抗差分与线性攻击。     

故障模型下MORUS算法的差分扩散性质研究

MORUS算法是由H.Wu等人设计的一类认证加密算法,目前已顺利进入CAESAR竞赛第3轮竞选.研究MORUS算法故障模型下的差分扩散性质.采用面向比特的随机故障模型,结合差分分析技术与中间相遇思想,改进了针对MORUS算法的差分链搜索算法.运用该算法找到了5步概率为2^-85的差分链,从而实现了对初始化过程5步的简化版MORUS-640-128算法的差分-区分攻击,攻击所需的数据量和区分优势分别为2⁸⁹和0.99965.最后,利用差分故障分析方法对认证过程3步的简化版MORUS-640-128算法进行了伪造攻击.     

基于MILP的PICO算法差分和线性区分器的搜索

PICO算法是由Bansod等人在2016年提出的一种基于替换和排列的SPN网络的轻量级分组密码.目前针对PICO算法抵抗差分和线性分析的能力还有待进一步评估.本文基于MILP模型,首先利用不等式组对各组件的差分特征和线性掩码的传播规律进行了精细的刻画,其次针对密码算法的结构特点及S盒特性,对该模型进行了优化,缩小了搜索空间,并提出了针对PICO算法有效的两步搜索算法.最后利用该算法,搜索到了3条新的概率为2^-63的21轮差分区分器,并首次搜索到了3条相关度为2^-30的20轮线性区分器,为当前公开发表的最长线性区分器.     

对DES的Rectangle攻击和Boomerang攻击

作为加密标准,DES(data encryption standard)算法虽然已被AES(advanced encryption standard)算法所取代,但其仍有着不可忽视的重要作用.在一些领域,尤其是金融领域,DES和Triple DES仍被广泛使用着.而近年来又提出了一些新的密码分析方法,其中,Rectangle攻击和Boomerang攻击已被证明是非常强大而有效的.因此,有必要重新评估DES算法抵抗这些新分析方法的能力.研究了DES算法针对Rectangle攻击和Boomerang攻击的安全性.利用DES各轮最优差分路径及其概率,分别得到了对12轮DES的Rectangle攻击和对11轮DES的Boomerang攻击.攻击结果分别为:利用Rectangle攻击可以攻击到12轮DES,数据复杂度为2~(62)个选择明文,时间复杂度为2~(42)次12轮加密;利用Boomerang攻击可以攻击到11轮DES,数据复杂度为2~(58)个适应性选择明密文,时间复杂度为2~(38)次11轮加密.由于使用的都是DES各轮的最优差分路径,所以可以相信,该结果是Rectangle攻击和Boomerang攻击对DES所能达到的最好结果.     

对称加密系统差分功率谱分析攻击

介绍一种新的旁路攻击方式——差分功率谱分析攻击,阐明集成电路中CMOS逻辑门在工作时的数据功耗相关性,对比说明了差分功率谱分析与差分功耗分析过程,差分功率谱分析将采集的时域信号求其频域中的功率谱密度后再进行差分分析。对插入随机延时的DES嵌入式加密系统进行攻击实验,获得了DES算法的第1轮加密的48位密钥,证明差分功率谱分析可以有效解决时域攻击中的时间点不对齐问题。     

MD4算法的新的快速碰撞攻击研究

本文在王小云教授提出的比特追踪的方法的基础上对MD4算法进行了新的快速碰撞攻击。文中利用差分特性,找到近似碰撞路线,使得给定一个消息M,可以以高概率找到另一消息M1产生碰撞。本文的创新点在于使用了较少的条件找到了一对碰撞。     

基于MILP的MGFN全轮差分分析及改进

研究了轻量级分组密码MGFN算法的抗差分分析能力并提出了改进方法。首先,基于MILP工具对MGFN算法建模,搜索迭代差分并构造了全轮差分路径,整体差分概率为2^-40,远远大于随机置换的差分概率。然后,给出S盒的差分分支数概念并将其作为衡量差分安全性的指标,以新S盒替代原MGFN算法的S盒,并修改了密钥扩展算法,提出新的MGFN-P算法。最后,通过差分路径搜索和分析比较,说明了MGFN-P算法比原MGFN算法更安全、高效。     

多策略协方差矩阵学习差分进化算法

针对差分进化算法（DE）存在的早熟收敛和搜索停滞的问题,提出了多策略协方差矩阵学习的差分进化算法。通过协方差矩阵建立特征坐标系,通过在特征坐标系中执行变异和交叉操作,来充分利用当前种群的分布信息以及各变量之间的关系,保证种群能朝着全局最优解的方向进化;根据历史进化信息来选择变异策略的方式使得个体能选择当前最合适的变异策略,提高找到最优解的概率;交叉概率的自适应也一定程度上平衡算法的全局探索能力和局部探索能力。对算法的收敛性进行了证明,同时将算法在CEC2017测试集上进行了仿真实验,并将实验结果跟其他优秀的差分进化算法进行了对比,对比结果表明了该算法的有效性。     

低轮Blow-CAST-Fish算法的差分攻击

对作为Blow-CAST-Fish算法子密钥的4个S盒的碰撞性进行分析,构造输入差分为非零、输出差分为零的轮函数F的差分特征,通过对算法进行差分分析,获取相关子密钥,并测试使特征成立的弱密钥概率。在此基础上,成功利用特征概率为2－61、弱密钥概率为 2－12的6轮差分特征攻击8轮Blow-CAST-Fish算法。     

一种地形图粘连汉字提取算法

地形图中包含了大量的字体丰富的汉字注记,其中有一部分由于与其它图符对象相互粘连而使得对象的尺寸变大超过了预定的阈值或失去了原有的结构特性,大大增加了提取难度。本文提出了一种寻求最佳分割点的算法来去除粘连,提取汉字的算法,取得了良好的效果。首先,在已提取出的汉字周围确定一个局部搜索范围,当局部范围内存在大尺寸的对象时表明可能有潜在的粘连汉字;其次,以图象中的分枝点和端点为顶点,以其中的图段为边建立对应的图;然后,在图中寻找最佳分割点,将图符分割成不同的互相分离的几个部分;最后,用连通成分结构分析的方法来提取汉字。     

基于FPGA的直线反走样算法研究

反走样是计算机图形学的基本问题。为了提高直线反走样的效率,针对FPGA硬件实现的特点,结合经典的Wu反走样算法,提出一种新的直线反走样算法。该算法根据像素点中心到理想直线的距离来计算灰度值,在生成直线时预测直线相邻像素点之间的灰度值变化,并建立递推公式,使用整数移位、加法和比较来完成直线反走样,计算简单,便于硬件实现。经计算机和FPGA分别实现验证,新算法的反走样效果较好,运算速度快于Wu反走样算法并能通过FPGA进一步提高速度。     

基于结构聚类和笔画分析的粘连手写汉字切分

粘连手写汉字的切分是手写汉字切分中亟待解决的问题之一。因此,针对粘连手写汉字提出一种新的切分算法。该算法首先通过寻找分界线的方法来提取粘连笔段,分界线的位置是通过粘连汉字骨架图像的聚类和笔段端点类属可信度的信息来确定的。然后提取粘连笔段并对其进行分析和类型（直线或曲线）判定,从而确定切分点及切分方向。最后利用背景细化算法找到分割曲线。该算法不仅能够很好地适用于两个粘连汉字宽窄不一、含有多个粘连点等粘连情况,而且具有良好的抗噪声效果。     

基于HVS和小波变换的零水印数字图像算法

该文在分析了现有数字水印特点的基础上,提出了一种新的水印方法。该算法利用了零水印和小波变换的特性,并根据图像的视觉特性选择合适的水印嵌入点,在此基础上利用零水印实现信息的隐藏,因为零水印利用图像的重要特征来构造水印信息,而不是修改图像的重要特征,因此能够很好地解决水印鲁棒性和不可见性之间的关系。实验证明,该算法抵抗各种攻击的能力是很好的。     

基于小生境的混合差分演化模拟退火算法

提出了一种新的演化算法——基于小生境的混合差分演化-模拟退火算法(NDESA算法),分析了构造NDESA算法的合理性。并且结合典型多峰值测试函数——Shubert函数的求解试验,说明NDESA算法能够高效地、快速地找到具有多个全局最优值点的多峰函数的所有全局最优值点,且参数的选择不必很严格,是一种较好地求解多峰值函数的所有最优值点的方法。还通过实验说明了结合小生境,差分演化和模拟退火算法这三种策略的必要性。     

一种基于模式最长前缀正文分割的串匹配新算法

字符串的模式匹配问题是计算机科学的基本问题之一，本文提出了基于模式最长前缀正文分割的匹配新算法(Text Divided Algorithm，以下简称TD算法)．首先在模式P中寻找最长的前缀子串subp，使其末字符在subp中只出现一次；然后根据subp末字符的特点，将正文T进行分段，按段对模式P进行匹配．新算法有以下重要的特点：1．最坏情况下，本算法有效地减少了字符重复比较的次数，从而提高了算法的匹配效率；2．匹配算法在二维匹配和不精确匹配中较易推广；3．匹配过程近似于直接算法，便于接受和理解。     

基于错误检验故障的RSA-CRT差分故障分析

原有基于模幂运算故障的RSA-CRT故障攻击算法,因添加了错误检验操作而失效。为寻找新的故障攻击方法,以BOS防御算法为攻击分析对象,针对在检错步骤产生故障的情况进行分析,建立了基于错误检验故障的攻击模型,提出了能够完整推算出RSA密钥的差分故障攻击算法。进行了推导论证和实验仿真,结果表明原有防御措施并不能有效地抵御故障攻击,新的攻击算法具有良好的可行性,在算法复杂度上,比Wagner的攻击算法需要更少的搜索空间,单个字节故障最多只需要256个样本空间。最后分析了原有防御算法的问题所在,同时给出了相应的防御建议。     

一种新的基于遗传算法的数据分类方法

当前分类算法还存在诸如伸缩性不强、可调性差、缺乏全局优化能力等问题．通过构造完全分类规则集，设计了一种有效的遗传编码方法，使得遗传算法的各种优良特性在数据分类中得到充分的运用，从而提出了一种新的数据分类算法，新算法有效提高了数据分类的准确性，较好克服了当前存在的缺点．最后，给出了实验结果，证实了算法的有效性．     

求一类非线性偏微分方程解析解的简洁构造算法

通过引入一个变换,利用齐次平衡原理和选准一个待定函数来构造求解一类非线性偏微分方程解析解的算法.作为实例,我们将该算法应用到了mKdV方程,KdV-Burgers方程和KdV-Burgers-Kuramoto方程.借助符号计算软件Mathematica获得了这些方程的解析解.不难看出,该方法不仅简洁,而且有望进一步扩展.