面向异步网络的安全分布式随机数通用构造

随机数在密码学和区块链领域扮演着极其重要的角色,如密码学中的安全参数生成、共识机制中的委员会重配置以及电子投票的智能合约应用等.近年来针对不依赖可信第三方的分布式随机数生成技术的研究受到了越来越多的关注,其中基于秘密共享的方案数量最多,但普遍通信复杂度较高,而通信复杂度较低的一些方案通常牺牲了随机数的抗偏置性和不可预测性.另外,现有大多数方案基于同步网络模型,网络假设较强,与现实网络环境不符.本文主要研究基于秘密共享的分布式随机数生成技术,抽象出不同方案的共性并兼容特殊性,以及弱化网络假设和优化通信开销.具体贡献如下：(1)提出了交互的分布式随机数生成通用构造.满足伪随机性、唯一性和鲁棒性安全目标,并使用该通用构造对一个分布式随机数生成方案进行了分析,从而更加证明其通用性;(2)设计了面向异步网络的安全分布式随机数生成方案.将现有方案O(n³)和O(f²n²)的通信复杂度降为O(fn²),将O(fn²)计算复杂度降为O(n²);(3)实现了分布式随机数仿真...     

基于聚合签名与加密交易的全匿名区块链

通过揭示从区块奖励交易到未花费交易输出的所有交易细节,比特币区块链的公开账本为分布式用户提供交易权属证明.但是,正由于公开账本暴露所有交易细节,导致攻击者可通过去匿名化攻击连接交易实体,并通过显式的交易金额获取用户隐私.因此,针对比特币区块链系统所面临的隐私保护问题,该方案结合混币思想及加密交易技术,实现保护收付款者身份和交易金额隐私的全匿名区块链系统.其中,Boneh、Gentry和Lynn(EUROCRYPT 2003)单向聚合签名技术系统性嵌入混币思想到全区块中;Boneh、Goh和Nissim(TCC 2005)同态加密方案赋予矿工验证加密交易合法性的能力.矿工将在方案中作为验证交易、混淆交易和打包交易的实体.最后,通过比较各种隐私保护区块链方案,该方案既可实现全匿名,又可保证交易存储开销是合理的.     

基于CTF模式的信息安全数学基础课程实验教学改革

针对本科生信息安全数学基础课程教学中实验环节不足的状况,面向新工科人才培养需求,结合网络空间安全相关专业特点和信息安全数学基础课程的基础性特点,提出在理论授课之外加入实验课程,并基于CTF竞赛模式设计实验内容,具体阐述如何对课程的实验任务、实验方法和实验管理进行改革和创新,最后说明在课内和课外两方面取得的成效。     

现代密码学课程的混合教学模式探索

针对网络安全学科现状和教学改革需求,分析现有教学活动存在的问题,提出一种将翻转课堂与“线上线下”混合教学模式相融合的教学方法,并以现代密码学课程教学为例,阐述融合翻转课堂的混合教学设计及具体措施,重点说明如何注重培养人才具备价值观、专业知识和业务能力,实现将教学方法自然融入网络安全拔尖创新人才培养全周期的效果。     

隐私安全课程研究型教学模式探索

针对隐私安全专业核心课程的教学现状,以培养研究型创新人才为目标,提出研究型教学模式,从以公开问题或师生创设问题为导向、发现并设定前瞻研究微课题、研读并评价最新前沿科研成果几方面,结合多维度考核方式,对隐私安全课程的研究型教学模式进行阐述,结合北航实际介绍实践过程并说明教学效果。     

比特币区块链扩容技术研究

比特币是中本聪(Nakamoto)于2008年提出的数字货币,它具有去中心化、跨国界和发行总量固定等特性,现在已经成为使用最广泛的数字货币之一.然而,比特币设计初期的一些人为限制,导致现有网络处理交易的速率十分有限,最近交易处理能力已经接近上限,交易确认时间显著增加.这不仅严重影响比特币的使用体验,进而限制使用范围,而且对比特币的设计提出更高的要求.针对比特币所面临的交易处理性能挑战,以提升区块链容量为目标对比特币展开深入研究.首先,分析比特币当前网络状态,根据比特币交易数据,统计交易延迟情况;其次,针对链上扩容方案,分析可行性,研究扩容效果;再次,针对链下扩容方案,分析作用原理,研究扩容效果;最后,分析链上/链下扩容方案优缺点,提出适应社区的可行的比特币扩容路线方案.最新比特币扩容的进展进一步证明了我们结论的正确性.     

简洁非交互零知识证明综述

区块链、隐私计算、人工智能等技术的快速发展,极大地推动了对零知识证明尤其是简洁非交互零知识证明的研究.本文从通用构造方法、底层技术原理、协议性能表现、安全性等角度深入研究了现有的简洁非交互零知识证明.首先,总结了简洁非交互零知识证明的通用构造方法.其次,分别基于信息论安全证明和底层关键技术对现有的简洁非交互零知识证明进行分类并提炼了核心思路,深入分析了典型协议的实现原理.再次,辨析了各类协议的性能表现,探讨其安全性并指出其适用场景.最后,总结了简洁非交互零知识证明的研究热点和发展方向.     

基于区块链的多方隐私保护公平合同签署协议

传统的公平合同签署协议通过引入中心化的可信第三方来保证协议的公平性。当第三方不诚实且和签署一方进行合谋,就会对另一方产生不公平。同时,第三方可能会泄露参与方的敏感信息,这将极大地威胁参与方的隐私。故合同签署的公平性和隐私性均依赖于第三方的可靠性。基于区块链的公平合同签署协议可去中心化从而避免依赖第三方来解决公平性,但区块链可被公开访问和验证,这为参与方的隐私问题又带来新的挑战。已有的基于公开区块链的隐私保护公平合同签署协议利用参与方共享的秘密因子对合同信息及公钥进行加密从而隐藏了参与方数字证书中的真实身份信息;但在协议的承诺阶段,由于区块链的假名性,执行两笔保证金交易时可能会泄露正在签署合同的参与方信息。为最大限度保护参与方的身份隐私,本文基于混币技术,通过引入半诚实可信第三方来提供参与者身份的混淆服务,并结合盲的可验证加密签名方案,设计出新的隐私保护公平合同签署协议。该协议可支持多个合同签署人通过区块链完成公平的合同签署,不仅可以保护与合同相关的隐私内容,还可以保护参与方的身份隐私。     

FIRA足球机器人守门员防守策略设计

通过对场地信息进行综合抽象,提出了以小球为中心的守门员积极防守策略．在引进守门员3个属性的基础上,对小球在球场中不同区域内设计出守门员的具体策略,并对非常规情况进行处理,实现守门员的高效防守．