基于硬件木马的AES差分故障分析

针对一般差分故障分析注入的故障不确定、可控性差等特点,提出一种新的规模小、触发率低的木马设计,利用线性反馈移位寄存器生成的最大周期序列作为激活条件,以单个异或门实施可控的故障注入,并提出相应的差分故障分析方法。以FPGA芯片上实现的AES加密电路为目标,植入木马并在第八轮行移位后的中间状态的第一位注入故障,进行差分故障攻击,实验结果表明,仅需两组正确密文与错误密文即可恢复AES的全部密钥,耗时仅5?s。     

基于生成式对抗网络的联邦学习后门攻击方案

联邦学习使用户在数据不出本地的情形下参与协作式的模型训练,降低了用户数据隐私泄露风险,广泛地应用于智慧金融、智慧医疗等领域.但联邦学习对后门攻击表现出固有的脆弱性,攻击者通过上传模型参数植入后门,一旦全局模型识别带有触发器的输入时,会按照攻击者指定的标签进行误分类.因此针对联邦学习提出了一种新型后门攻击方案Bac_GAN,通过结合生成式对抗网络技术将触发器以水印的形式植入干净样本,降低了触发器特征与干净样本特征之间的差异,提升了触发器的隐蔽性,并通过缩放后门模型,避免了参数聚合过程中后门贡献被抵消的问题,使得后门模型在短时间内达到收敛,从而显著提升了后门攻击成功率.此外,论文对触发器生成、水印系数、缩放系数等后门攻击核心要素进行了实验测试,给出了影响后门攻击性能的最佳参数,并在MNIST,CIFAR-10等数据集上验证了Bac_GAN方案的攻击有效性.     

基于文本特征和日志分析的Webshell检测

Webshell植入后门攻击是目前网络入侵的常用手段之一,有着隐蔽性高,危害性大的特点,攻击者通过混淆代码等免杀技术会绕过目前检测手段,导致现有方法无法及时地检测出Webshell。本文提出了一种将文本特征分析和日志分析结合的方法,利用Webshell和正常页面在文本特征上的显著差异与访问时产生的行为模式异常的特点对Webshell进行检测。     

一种针对Camellia的改进差分故障分析

查找S盒是分组密码设计中的一种重要操作,也是防御传统线性和差分分析的有效手段,但是当考虑到密码实现泄露的物理效应信息时,其却成为了密码系统最脆弱的一部分.文中对使用S盒的分组密码故障攻击进行了研究,给出了一种针对Camellia的改进差分故障分析方法.首先,将针对使用S盒的分组密码差分故障分析归结为求解S盒输入和输出差...     

引入Hash函数的抗差分故障分析模型研究

阐述了针对采用S盒的分组密码差分故障分析原理及模型,将差分故障分析简化为求解S盒输入和输出差分问题,阐述了针对采用S盒的分组密码差分故障分析一般过程.针对采用S盒的分组密码差分故障分析的一般特征和Hash函数不可逆特点,提出了引入Hash函数的抗差分故障分析模型,对Hash函数进行了介绍,并阐述了实验中使用的MD5算法.在ARIA-128中引入文中提出的抗差分故障分析模型.通过对比实验,验证了模型抗差分故障分析能力.此外,所提出的抗差分故障分析模型也为加密算法设计者提供了一定的思路.     

DES算法DFA攻击的差分差错位置判别方法

利用DFA攻击方法的1比特差分差错模型,分析了DES算法的1比特差分差错所处的位置与密文差分之间的关系,并对分析结果进行了实验测试。利用分析结果,可以根据密文差分的特点有效地判断1比特差错所处的位置,进而顺利地进行DFA攻击。     

网络信息安全中DES数据加密技术研究

网络信息安全关系到数据存储安全和数据通信安全,为了提高网络信息安全管理能力,需要进行数据优化加密设计,提出一种基于前向纠错编码的DES数据公钥加密技术,采用Gram-Schmidt正交化向量量化方法构建DES数据的Turbo码模型,通过三次重传机制产生密文序列,对密文序列进行前向纠错编码设计,结合差分演化方法进行频数检验,实现网络信息安全中DES数据加密密钥构造,选择二进制编码的公钥加密方案有效抵抗密文攻击;仿真结果表明,采用该加密技术进行DES数据加密的抗攻击能力较强,密钥置乱性较好,具有很高的安全性和可行性。     

基于防篡改的双重软件水印方案

针对软件水印抗攻击性差和编码数据率低的缺点,提出一种具有防篡改功能的双重软件水印方案.利用寄存器分配的隐蔽性构造改进颜色排列算法.结合基数k编码的高数据率及平面环路树编码的强抗攻击性,构造混合编码双循环链表平面环路树.水印嵌入后,通过校验和机制及高级加密标准代码加密,防止逆向工程等手段对软件水印的篡改.理论分析和实验数据表明,该方案有较高的隐蔽性、鲁棒性和数据率,实用性较强.     

针对CLEFIA的多字节差分故障分析

研究CLEFIA分组密码对多字节差分故障分析的安全性,给出CLEFIA分组密码算法及故障分析原理。根据在第r轮、r-1轮、 r-2轮注入多字节故障的3种条件,提出一种新的针对CLEFIA的多字节故障模型及分析方法。通过仿真实验进行验证,结果表明,由于其Feistel结构和S盒特性,CLEFIA易遭受多字节故障攻击,6~8个错误密文可恢复128 bit的CLEFIA密钥。     

DBlock密码算法差分故障分析

DBlock算法是于2015年提出的一种新型分组密码算法,算法分组长度与对应密钥长度为128bit、192bit和256bit,均迭代20轮。基于字节故障模型,并利用基于密钥扩展的差分故障分析方法,在密钥扩展算法运行至第17轮时导入随机故障,对DBlock算法进行差分故障分析。实验结果表明,仅需要4次故障密文便可恢复算法的128bit初始密钥。     

后门植入、隐藏与检测技术研究*

在对现有后门攻击技术进行研究分析的基础上,深入研究了后门的植入方法和隐藏技术并对相应的检测方法进行了讨论。采用相关技术在Linux平台上实现了一个内核级后门代理程序,通过实验测试,该后门代理程序达到了良好的隐藏效果。     

基于功能代码片段的Java后门检测方法

随着软件供应链污染的兴起,Java开源组件的安全性正面临着越来越严峻的挑战,近年来也出现了若干起因Java开源组件被植入后门而导致大规模的软件污染的安全事件。为了更好地检测Java开源组件和Java程序的安全性,本文在大量分析Java后门样本的基础上,构建了Java后门的检测模型作为理论基础;在统计分析实际后门常用Java API的基础上,归纳了一系列适用于检测Java后门的规则;提出了基于功能代码片段的后门分析方法,并且结合自底向上的数据流分析方法,实现了首款面向Java源码的后门检测系统JCAT（Java Code Analysis Tool）。以阿里供应链大赛提供的119个样本验证JCAT的检测能力,取得了准确率90.22%的良好效果,并将漏报率和误报率分别控制在较低水平。     

CPU bugs, CPU backdoors and consequences on security

In this paper, we present the security implications of x86 processor bugs or backdoors on operating systems and virtual machine monitors. We will not try to determine whether the backdoor threat is realistic or not, but we will assume that a bug or a backdoor exists and analyze the consequences on systems. We will show how it is possible for an attacker to implement a simple and generic CPU backdoor in order—at some later point in time—to bypass mandatory security mechanisms with very limited initial privileges. We will explain practical difficulties and show proof of concept schemes using a modified Qemu CPU emulator. Backdoors studied in this paper are all usable from the software level without any physical access to the hardware.     

应用程序作弊型后门防御模型

针对基于程序特征码检测清除后门代码的传统方法容易存在漏检的问题,在分析内嵌作弊型后门程序结构和后门激活机制的基础上,获得了利用合法消息建立后门控制信息传输隐通道的最小条件,提出一种基于打破后门激活条件预防作弊型后门的应用程序模型.通过对合法消息进行检查、缓冲和转换,拦截携带隐蔽信息的合法消息,打破隐藏于其中的后门控制信息编码,并通过事件日志审计检测漏过的非法操作和后门活动.在基于PC虚拟称重仪器上进行了实验,实验结果表明了该模型保护应用程序防御后门作弊的有效性.     

基于语义冲突的硬编码后门检测方法

路由器安全问题主要聚焦于内存型漏洞的挖掘与利用,对后门的检测与发现的研究较少。硬编码后门是较常见的后门之一,设置简单方便,仅仅需要少量代码就能实现,然而却难以被发现,往往造成严重的危害和损失。硬编码后门的触发过程离不开字符串比较函数,因此硬编码后门的检测借助于字符串比较函数,主要分为静态分析方法和符号执行方法。前者自动化程度较高,但存在较高的误报率,检测效果不佳;后者准确率高,但无法自动化大规模检测固件,面临着路径爆炸甚至无法约束求解的问题。针对上述问题,在静态分析的基础上,结合污点分析的思想,提出了基于语义冲突的硬编码后门检测方法——Stect。Stect从常用的字符串比较函数出发,结合MIPS和ARM体系结构的特点,利用函数调用关系、控制流图和分支选择依赖的字符串,提取出具有相同起点和终点的路径集合,如果验证成功的路径集合中的字符串具有语义冲突,则判定路由器固件中存在硬编码后门。为了评估Stect对路由器硬编码后门的检测效果,对收集的1 074个设备固件进行了测试,并与其他的后门检测方法进行了对比。实验结果表明,相比现有的后门检测方法 Costin和Stringer,Stect具有...     

物联网环境下LED轻量级密码算法的安全性分析

LED算法是于2011年CHES会议中提出的一种新型轻量级密码算法,用于在物联网环境下保护RFID标签以及智能卡等设备的通信安全.文中提出并讨论了一种针对LED算法的差分故障攻击方法.该方法采用面向半字节的随机故障模型,通过在LED算法中导入故障,分别仅需要3个错误密文和6个错误密文,即可恢复LED算法的64bit和128bit原始密钥.实验结果表明,针对LED算法的差分故障攻击方法不仅扩展了故障诱导的攻击范围,而且提高了故障诱导的效率,减少了错误密文数,从而为故障攻击其它轻量级密码算法提供了一种通用的分析手段.     

Tradeoffs in the complexity of backdoors to satisfiability: dynamic sub-solvers and learning during search

There has been considerable interest in the identification of structural properties of combinatorial problems that lead to efficient algorithms for solving them. Some forms of structure, such as properties of the underlying constraint graph, are “easily” identifiable. Others, such as backdoor sets, are of interest because they capture key aspects of state-of-the-art constraint solvers as well as of many real-world problem instances. While backdoors were originally introduced to capture propagation based simplification mechanisms of solvers, they have recently been studied also in the context of tractable syntactic classes such as 2CNF and Horn. These syntactic classes, however, do not capture key aspects of solvers such as empty clause (i.e., violated constraint) detection. We show that incorporating inconsequential sounding features such as empty clause detection has a dramatic impact on both the complexity of finding a backdoor of size k (which becomes harder in the worst case) and on the size of the resulting backdoor (which can become arbitrarily smaller). Empirically, we show that commonly employed polynomial-time “dynamic” constraint propagation mechanisms, such as unit propagation, pure literal elimination, and probing, often lead to much smaller backdoor sets in real-world domains than “statically” defined classes such as Horn and RHorn, thereby capturing structure much more succinctly. We also reveal the inherent limits of the simpler concept of deletion backdoors, specifically by looking at renamable Horn sub-formulas. Finally, we extend the notion of backdoors to incorporate learning during search—a key aspect of nearly all state-of-the-art systematic SAT solvers—and show, both theoretically and empirically, that this drastically reduces the size of the resulting backdoor set. Our results suggest that structural notions explored for designing efficient algorithms for combinatorial problems should capture both statically and dynamically identifiable properties of the combinatorial problem being solved.