基于联盟链的工业物联网数据存储模型

由于工业物联网数据具备较强的私密性,数据是否能够安全存储成为工业物联网发展的关键问题。针对这一问题,提出一种基于联盟链的工业物联网数据存储模型。为保证数据存储的效率与安全,首先,在原有PBFT算法的基础上搭建节点状态信用评估模型同时增加投票机制;其次,结合节点状态在SM9数字签名算法中设置多密钥生成中心共同参与密钥生成。对模型的吞吐量、共识时延及通信开销进行实验分析,结果表明,该模型相较于传统模型在数据存储、安全性方面得到了进一步保障,降低了黑客攻击并防止数据泄露或被窜改,并在通信开销方面提升了40%。     

基于FPGA的Leighton-Micali签名方案密钥生成的高速可配置实现

由于量子计算机的飞速发展,现代密码学面临着巨大的挑战。为了实现抗量子计算机攻击的加密,人们提出了许多新的加密方案,并对后量子密码学(Post-Quantum Cryptography,PQC)开展了标准化进程。Leighton-Micali签名(Leighton-Micali signature,LMS)是一种基于哈希的后量子签名方案,其私钥和公钥尺寸都较小,且安全性已被充分研究。LMS被互联网工程小组(Internet Engineering Task Force,IETF)选为PQC签名协议的标准方案,同时被美国国家标准技术局(National Institute of Standardsand Technology,NIST)选为一种PQC过渡方案。然而,密钥生成过程中的效率低下,成为了LMS实际应用中的瓶颈。在本文中,我们首次对LMS进行基于FPGA的硬件实现与加速。首先,在不损失安全性的基础上,我们将LMS中的主要哈希函数由SHA2替换为SHA3函数。其次,我们设计了一个软硬件协同系统,将核心的哈希运算用硬件进行实现,该系统在消耗较少资源的前提下,可完成LMS协议的所有过程:密钥生成、签名与验证。该系统为物联网(Internet of things,IoT)场景下资源受限的LMS应用提供了参考。接着,我们提出了一个高速的密钥生成架构来加速LMS。该架构中具有可配置性,支持LMS的所有参数集,内部的哈希模块根据使用场景进行设计与部署,且并行度经过精心设计,以使得架构同时达到低延迟和高硬件利用率。此外,设计中的控制逻辑被设计为在适应不同参数集的情况下保持一定程度的恒定功率,以抵御功率分析攻击。该架构使用Verilog实现,并在Xilinx Zynq UltraScale+MPSoC ZCU104 FPGA平台上实验。实验结果表明,与在Intel (R) Core (TM) i7-6850K 3.60GHz CPU上启用多线程的目前较优软件实现相比,本文中的设计在不同参数配置下可实现55x~2091x的加速;与最新的各平台LMS工作相比,本文中设计可实现超过17x的加速;与相近方案的FPGA工作相比,本文中设计可实现约70x的加速。     

一个全同态代理重加密方案

针对现有全同态加密方案仅能对用同一密钥加密的密文进行计算的局限性,在Brakerski等人构造的全同态加密方案基础上,结合密钥隐私（Key-private）代理重加密的思想,并利用私钥置换技术,把某用户的密文置换成其他用户的私钥可以解密的新密文,从而构造了密钥隐私的全同态代理重加密方案,该方案可以使拥有重加密密钥的代理者在不改变明文的情况下,把用委托方Alice的公钥加密后的密文转换为可以用受理方Bob的私钥解密,且代理者无法获知Alice和Bob的身份,同时,根据同态运算的性质,代理者可以对转换后的密文进行同态运算,即方案同时具有全同态的性质和代理重加密的性质。从而实现了对用不同密钥加密的密文进行任意计算。另外,假如用户不使用重加密的功能,本方案将自动退化为高效的全同态加密方案(BGV方案）。所以对于不同应用需求,本方案具有较为良好的适应性。最后,在标准模型下证明了方案的CPA安全性和代理重加密的密钥隐私性。     

线性模拟电路软故障建模与诊断策略

针对线性模拟电路软故障诊断问题,提出了一种新的基于解析模型的方法。该方法利用硬故障电压值,构建电路的阻抗-电压方程,以便计算线性模拟电路软故障时系统输出电压,从而形成用于软故障诊断的故障特征向量。该文首先讨论了电路阻抗参数连续变化时,单软故障建模和模拟电路可测性分析的基本结论;其次以多故障中最常见的双故障为例,亦给出了由阻抗-电压方程确立的软故障电压建模;最后形成了相应的故障定位定值策略。在交流信号激励下的例子电路中进行建模与诊断分析,结果表明,提出的软故障建模与诊断策略运行有效,结果准确。     

新的可证明安全的无证书代理盲签名

为满足实际应用中对于安全高效代理盲签名的需要,基于双线性对映射提出了一个新的无证书代理盲签名方案。方案中对相关参数进行预先计算,并作为系统公开参数发布,签名生成过程无须进行双线性对的运算,与现有同类算法比较,具有更高的计算效率,在实际应用中更具优势。在随机预言机模型和双线性Diffie-Hellman困难性假设下,证明了本文方案在两类攻击者适应性选择消息攻击和身份选择攻击下是存在不可伪造的。     

基于n次复合剩余的群签名方案

paillier密码体制是建立在n次复合剩余问题上的公钥密码体制,paillier在提出该公钥密码体制的同时也给出了基于paillier的数字签名方案。本文基于paillier的数字签名方案,提出了一种新的数字签名方案。与原有基于paillier的数字签名方案相比,新的签名方案的签名效率和安全性有了很大提高。基于该数字签名方案,本文设计了一种有效的群签名方案,并给出了安全性的证明。     

标准模型下2种基于身份的环签名的安全性分析

环签名是一种保护签名者隐私的密码学原语。一个安全环签名方案必须满足无条件匿名性、不可伪造性等安全属性。文章对标准模型下2种基于身份的环签名方案的安全性进行详细分析,发现它们无法满足环签名的不可伪造性要求,并给出相应的攻击方法。     

视频网站的数据存储管理优化

针对视频网站数据优化存储的问题,定义了文件热度的概念,利用平均值的方法描述了各个类型数据的热度。在此基础之上采用时间序列方法对数据进行预测,得到了未来十天的不同类型视频的访问情况。最后,分析了文件多个周期的热度,通过隶属度函数确定出每一个周期的淘汰阈值,通过计算不同周期的淘汰阈值,得到一个动态的淘汰阈值示意图,从而给出文件淘汰分发的原则,实现了数据的存储管理优化。     

基于双线性对的门限代理盲多重签名方案 *

该方案是门限代理多重签名与盲签名的有机集成 ,既解决了代理签名方案中代理签名人权利过于集中的问题 ,又通过盲签名实现了签名的匿名性和不可追踪性。在该数字签名方案的基础上 ,采用双线性对的签名和验证方式 ,提出了基于双线性对的门限代理盲多重签名方案 ,极大地提高了门限代理盲多重签名的安全性和实现速度。     

组合优化在结构多位置损伤识别中的应用

提出了应用于板结构多位置损伤诊断的组合优化方法。证明了多位置损伤状态下的振型变化具有可叠加性,引入了结构的一阶振型变化率作为结构的损伤诊断标识量并证明了具有可叠加的性质,最后提出应用组合优化方法求解板结构多位置损伤诊断问题。四边固支矩形板的多位置损伤诊断的算例证明了该方法是有效可行的,它不仅可以准确的完成板结构的损伤诊断,并且可以简化整个损伤诊断的过程。