FPGA密码芯片DPA防护方法研究

使用VHDL语言在现场可编程门阵列(FPGA)上实现了具备加密/解密功能的DES芯片,在数据加密标准(DES)的基础上提出改进的DES掩码(masking)算法。为了验证FPGA密码芯片的安全性,建立了差分功耗分析(differential power analysis,DPA)测试平台。     

一种改进的联合点乘算法及其应用

在现代密码系统中使用椭圆曲线密码(ECC)最频繁的一种方法是多点乘算法.通过分析ECC各种点乘计算方法,研究了不同算法性能的影响,并针对计算ECC多点乘算法耗时大的问题,提出了一种改进的联合点乘算法.该算法采用了基于基底4的布斯算法和结合相互对立形式(MOF)的标量表示方法.与传统方法相比较,该算法可以有效地提高运算速度,减少运算时间,并在椭圆曲线数字签名算法(ECDSA)中得到了应用.     

可抵抗SPA分析的HSBH改进算法

为了提高图像信息隐藏方法的鲁棒性以及增加隐藏容量,提出了一种可以抵抗SPA分析的HSBH算法.介绍了SPA方法的思想和原理,分析了高位空域隐藏算法HSBH,得出其并不能抵抗SPA分析的结论.进而对HSBH算法进行了改进,提出了一种有效的可以抵抗SPA攻击的方法.实验结果表明:借助SPA方法的思想,可以在隐藏率＞3%的情况下,准确检测其是否含有隐藏信息,正确检测率达到95%以上.改进后的HSBH算法,无论嵌入量多少,SPA分析都将得到一个非常小的估计值,并做出未隐藏信息的错误判断,从而达到安全隐藏信息的目的.     

用于CSCW的一种数据加密算法

数字加密标准和椭圆曲线密码编码法都是公认的优秀数据加密算法,并已应用于计算机支持的协同工作中.这两种算法各有利弊,DES处理效率高,但加密密钥易泄露;ECC密钥易于管理,但比DES处理效率低.为此,提出了一种用两个密钥对明文进行三次加密的3DES法和ECC法相结合的加密算法(称为D-E法).试验结果表明,改算法是可行的和有效的,较好地解决了现有CSCW系统的加密问题.     

基于FPGA的椭圆曲线点乘算法设计与实现

椭圆曲线密码体制的核心是椭圆曲线点乘算法,点乘算法决定了密码体制的速度和需要的硬件资源,所以本文对点乘算法进行研究.在对经典的点乘算法及其底层二进制乘法算法进行分析基础上,重点对椭圆曲线加密点乘算法和底层有限域乘法进行了改进,并利用VHDL对点乘算法各核心模块进行设计,最后利用FPGA实现了整个点乘运算.本文对改进后的椭圆曲线加密系统进行了实验仿真测试,主要对设计进行仿真验证和综合,结果证明改进后的算法能够使整个点乘运算速度得到提高,可应用于信息安全与保密通信领域.     

面向协同设计的高效自证明多重签名方案

为解决协同设计环境中现有多重签名方案存在的工作效率较低和资源占有率偏高等问题,提出并实现了一种基于椭圆曲线密码体制的高效多重签名方案.通过引入公钥自证明思想和预计算步骤,将用户身份认证和数字签名验证有机结合在一起,无需繁琐的身份鉴别认证操作,也无需可信数字认证中心,只需要一次操作即可直接完成数字签名的验证工作.分析及实验表明,该方案结构简单,能有效抵抗目前已知的各种攻击,具有较高的工作效率、较低的资源占有率和较强的安全性.     

超低能耗电子电路系统设计原则

超低功耗电子电路系统设计,需要对电路的整个功耗进行仔细的分析研究,影响电路系统功耗的因素有负载能力、电源电压、工作频率、集成度、输出电平等,加强对这些因素的软件、硬件控制,通过分析影响功耗的因素,从而仔细分析设计超低功耗电子电路系统的设计原则,有效实现降低整个系统功耗的目的。     

非平稳服务请求下的功耗管理

针对嵌入式系统的多任务环境,提出了混合模型功耗管理算法,用于对服从一般分布的系统进行建模。首先,介绍了现有的动态功耗管理策略算法,阐述了算法需要改进的原因。然后,使用重标极差法(Rescaled Range Analysis,R/S)对非平稳服务请求下的时间序列进行长距离相关性分析;根据不同的分析结果选择相应的最大概率策略,即基于电池剩余电量的超时策略、模糊非标准PID策略和半Markov随机策略。最后,给出了策略参数的确定方法并通过实验的方法对本文提出的策略进行分析。实验结果表明,本文策略弥补了常规动态电源管理策略的不足,具有更广泛的适应性;在性能损失10%的条件下,系统平均功耗减少了37%,命中率大于60%,更稳定、有效地降低了功耗,有利于在嵌入式系统中应用。     

基于FPGA的椭圆曲线密码(ECC)算法硬件设计

椭圆曲线密码体制(elliptic curve cryptosystem,ECC)是目前已知的单位密钥安全性最高的一种公钥加密体制,使用FPGA等硬件设计方法来实现ECC密码系统已成为信息安全领域引人关注的研究.该文在深入研究椭圆曲线加解密理论基础上,使用Verilog硬件描述语言和原理图输入法共同实现了ECC加密算法,具有高速、低功耗的特点.     

功耗约束下的3D-SICs测试调度优化算法

提出了一种功耗约束下的三维堆叠集成电路(3D-SICs)测试调度优化算法。该算法在功耗约束下,协同优化了测试应用时间、TAM总线带宽和测试硬件开销。通过采用ITC’02标准电路中的d695和p93791做应用验证,结果表明该算法将测试应用时间分别减少为91.25%和93.11%,证明算法能有效地减少测试应用时间,降低测试成本。     

基于全生命周期异构模型的电力网络安全态势分析

电力网络的安全事件是突发性和不确定性的,很难用传统方法准确地预测电力网络安全状况.为了提高电力网络安全状况的预测准确性,我们采用全生命周期异构模型(Whole life cycle heterogeneous model,WLCHM)建立了电力网络安全态势分析系统(Power network security situ...     

产品族配置设计的MC-SPA案例检索方法

对产品族配置设计案例推理方法中产品属性不确定引起的问题进行了研究。为同时考虑产品属性的重要性及顾客偏好,定义加权Euclid距离为目标案例与源案例的相似度。用区间数表征产品属性的不确定性,利用蒙特卡洛模拟(Monte Carle Simulation,MC)方法计算点与区间、区间与区间的Euclid距离,得到相似度概率分布的特征值(均值和方差)。再利用集对分析(Set Pair Analysis,SPA)判定产品属性不确定性对案例检索结果的影响,并最终确定满足客户要求的产品族。油锯配置设计实例应用表明,MC-SPA方法组合了MC方法的直观性、计算的精确性及SPA方法处理不确定性问题的优势,案例检索灵敏度高,检索结果稳定可靠。     

特征弦约束随机Hough变换在椭圆检测中的应用

为了提高复杂图像中椭圆/类椭圆的检测效率及精度,提出了一种基于特征弦约束的随机Hough变换(RHT)思想的椭圆检测改进方法,借助特征弦的几何约束及特征弦端点的法向约束,大幅度降低RHT的无效采样和累积次数。通过对边缘图像中像素点的有效分布进行分析,建立用于存储特征弦的端点信息的二维数组累加器,在边界点提取之前利用椭圆幂剔除虚假椭圆中心的干扰,不仅能够提高空间采样点的可靠性,同时降低无效采样点的累积概率。实验表明,该算法具有更高的运行速度和检测精度,同时对于形变较大,轮廓缺失严重及噪声具有较强的抵抗能力。     

基于实验设计和神经网络的冲压信号特征提取与诊断

制造过程中的各变量因素交互作用复杂,对其进行在线质量控制的前提是考虑交互影响,并获得足够的实时噪声因素信息来支持相应的控制策略。随着传感技术的发展,在计算能力和信号处理技术的强力支持下,可以实现对噪声因素的实时估计,进而对加工参数进行相应调整。基于此,本文提出了一种方法,在实验设计基础上,结合主成分分析(PCA)用于信号生成和预处理,并使用神经网络分类器对冲压信号进行特征提取与诊断,以获取更多的实时信息。论文还以一个实例证明方法有效且实用。     

面向直升机研发的数字化预装配技术的算法及应用研究

数字化预装配技术是当前计算机辅助技术中的热点问题。数字化设计制造技术在飞机设计制造中的应用,使得飞机设计制造技术体系、设计方法、设计理念、管理方法发生了根本性的变化。为了使数字化预装配技术在航空工业的直升机设计制造过程中发挥更好的作用,本文结合某型号直升机研发中DPA技术的应用,研究和探讨了DPA技术的关键算法:干涉检查算法以及装配/拆卸算法。     

光伏电池最大功率点的分析与研究

通过对光伏电池的数学模型和电流电压曲线的分析,提出了光伏电池最大功率线的跟踪方法。采用与光伏电池性能相同的光伏传感器,控制逆变器工作电流的大小,当光强或工作温度发生变化时,对跟踪系统都无影响,从而实现最大功率点的可靠跟踪。该方法不需复杂的分析与控制,原理较简单,具有一定的市场前景。     

定子曲线的反求和汽车动力转向泵噪声控制

根据汽车动力转向泵的频谱分析，揭示了汽车动力转向泵的噪声主要来源。通过反求，得出不同加工方法得到的同类产品定子曲线的差别。并对V形消音槽进行了计算机模拟计算，对控制转向泵的噪声有指导意义。     

The evaluation of surface topography changes in nanoscaled 2,6‐diphenyl anthracene thin films by atomic force microscopy

The physical properties of electronic devices made by 2,6‐diphenyl anthracene (DPA) are influenced by the microtexture of DPA surfaces. This work focused on the experimental investigation of the 3‐D surface microtexture of DPA thin films deposited on OTS (octadecyltrichlorosilane), HMDS (Hexamethyldisilasane), OTMS (octadecyltrimethoxysilane), and Si/SiO₂ (300 nm SiO₂ thickness) substrates with 5 and 50 nm thicknesses and 5 and 10 μm scan size. The thin film surfaces were recorded using atomic force microscopy (AFM) and their images were stereometrically analyzed to obtain statistical parameters, in accordance with ASME B46.1‐2009 and ISO 25178‐2: 2012. The results showed the effect of different manufacturing parameters on microtexture values where the granular structure is confirmed in all films. In addition, root mean square is increased by increasing the thickness from 5 to 50 nm for all types of substrates.     

动车组牵引供电系统故障模式影响与危害分析

对某动车组(electric multiple unit,简称EMU)牵引供电系统故障模式影响与危害度进行研究,提高牵引供电系统的可靠性,进而提高高速列车运行可靠性。采用故障模式、影响及危害度分析(failure mode effect criticality analysis,简称FMECA)的方法,提出了牵引供电系统的可靠性框图,根据FMECA方法对牵引供电系统的16种主要故障展开研究,从故障发生概率及其影响的严重程度两个维度得到牵引供电系统危害性矩阵。通过危害性矩阵分析得出绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,简称IGBT)模块监控起作用故障、变压器油泵34-F55跳开故障、制冷风扇故障和变压器油流故障等4种危害度较高的故障,并提出相应的改进措施。列车现场运行反馈结果表明,该措施保证了牵引供电系统的运用可靠性,研究成果为动车组其他子系统的故障分析、维修决策和寿命管理提供了技术支持。     

用集对分析论对机构误差的研究与应用

提出一种基于集对分析理论(Set Pair Analysis,SPA)的机构误差分析方法。此法将集对分析理论的联系数a bi引入机构误差计算,基于M atlab7.10软件编制了应用程序。给出计算实例,所得结果与其他误差分析进行了比较。