科技成果

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成果名称: 新型编码密码理论与方法

成果登记号: 9612015J0025

第一完成单位: 西安电子科技大学

联 系 人: 胡予濮

成果类型: 基础理论

技术领域: 农业技术

应用行业: 信息传输、软件和信息技术服务业

成果简介:

   本课题来源为国家科技计划:自然科学基金。   随着现代社会的发展,电子认证、信息共享与安全通信成为一个不可或缺的重要环节。研究如何更好地保证这些环节的安全性,不仅具有广泛的社会、经济效应,更是国家整体发展急需的战略高地。通信系统中发生的基本事件就是通信双方进行有效的信息传输。因此,需要考虑的两个基本问题就是:如何保证信息得到高效、稳定传输;如何保证对私密信息的传输不被恶意的干扰和破坏。为此,我们需要从编码和密码两个角度考虑和解决问题。   本项目围绕新型编码密码理论在电子认证、信息共享、安全通信等领域的应用展开研究。针对几类具体的编码密码问题进行研究,包括新型快速公钥密码、量子编码理论、新型序列密码、密码函数的设计与分析以及流密码的差错攻击。   1)针对目前NTRU签名方案的不安全性,提出一个新的NTRU签名方案。创新点在于在NTRU签名原型中加入一个新型扰动,使得方案更高效且安全性更高。   2)针对无证书公钥签密方案易受恶意消极KGC攻击的问题,提出了一个标准模型下的无证书签密方案。创新点在于引入了一个形式化的安全模型来抵抗KGC攻击。   3)针对目前背包密码不能抵抗低密度子集和攻击的问题,提出了一种新的基于背包的概率公钥密码体制。创新点在于引入了一种新的简单的压缩背包问题。   4)针对寻找具体的量子最大距离可分(MDS)码的问题,我们找到了一类新的量子MDS码,它是基于经典GeneralizedReed-Solomon码。创新点在于它将现有的所有量子MDS码都统一到了量子GeneralizedReed-Solomon码的框架下。   5)针对量子好码仅有一种且构造复杂的问题,构造了另一种量子好码。创新点在于巧妙的构造内码和外码,通过内码和外码的级联得到量子好码。   6)针对“是否存在违反量子汉明限的量子码”这一问题,我们证明了一般的量子码不能打破量子汉明限。主要创新点在于对于任意的一般量子码,存在一个仅依赖于最小距离和能级数的阈值,使得只要码长不小于阈值,这个码就不会打破量子汉明限。   7)针对寻找码长为n最小距离为d的m元纯量子稳定子码空间的最大维数的紧上界这一重要问题,我们借助得到了关于的一个目前最紧的上限。创新点在于研究特定集合中具有相同重量的算子的性质。   8)针对“群表示方法所得序列解析表达式”的问题。把p维Weil表示分解为若干个一维和二维不可约表示的直和,研究若干循环群生成元的Weil表示所对应矩阵的特征值和特征向量,最终得出序列的表达式,终结性的解决了群表示方法序列设计问题。   9)针对寻找具有低相关性、低峰均比、低模棱函数等性质的序列,我们系统的阐述了利用有限域的的加法,乘法和混合指数和估计,寻找期望性质的序列方法。在此框架下,得到6大类序列,其中2类为新型序列族。   10)针对“布尔函数的非线性度和弹性阶制约”的难题,构造了一类大偶数变元上的几乎最优的弹性布尔函数。主要创新点在于提出“不相交谱函数集合”构造技术,解决了这一难题并推动了“弹性布尔函数的非线性度的紧上界”难题的进展。   11)对布尔函数的相关攻击是否存在更一般的区分方法?如何给出更一般的相关信息提取方法的问题,针对问题提出了一种信息提取的方法和一种非线性组合生成器的新相关攻击。创新点在于研究了非线性组合函数在其支撑集或零集上的相关性。   12)目前针对滤波生成器的攻击都忽视了抽头位置的作用。我们提出了等间隔点采样的攻击思想并根据具体的抽头位置特点给出了新的攻击方法。创新点在于通过检查抽头位置在输入预映射空间的重复出现次数,锁定密钥空间的搜索范围。   13)针对快速S-盒的构造问题,提出了一个构造快速S盒的新方法。这个构造的安全性依赖于通信双方生成的伪随机数的长度。和S盒的构造相类似,我们说明布尔函数在分组密码和流密码设计中的重要性。   14)我们主要讨论Trivium码在差错攻击下的脆弱性。创新点在于给出一个核对法,通过观察密钥流段和被植入差错的密钥流段,植入时间和差错位置可以被确定下来。   15)目前的差错分析的大部分是软差错攻击。我们提出了硬差错分析法。创新点在于对Trivium码的硬差错分析。  上述成果反应了本项目对于现代密码学的发展所做的贡献,并且所建立的理论具有严格的理论证明,可以应用到电子认证、信息共享、安全通信等领域中。   2004年信息隐藏技术的研究与实现荣获陕西省科学技术三等奖;   2007年密码算法与安全协议的设计与分析荣获中国通信学会科学技术一等奖;   2008年密码新型算法的设计安全性分析与应用荣获陕西省科学技术二等奖;   2009年基于网络探测的IP网络拓扑发现和性能分析的研究荣获陕西省科学技术三等奖;   2009年荣获第六届高等教育国家级教学成果二等奖;   2011年荣获省级教学名师奖;   2013年荣获华为优秀技术合作项目奖;   2013年胡予濮荣获国家政府特殊津贴;   2014年荣获陕西高等学校科学技术一等奖。