一种高效轻量的双参数椭圆曲线数字签名批量验证方案

为解决大规模交易任务的签名验证给区块链节点带来繁琐的开销和经典的椭圆曲线数字签名算法(ECDSA)中耗时的模逆运算,提出一种高效轻量的双参数椭圆曲线数字签名(TP-ECDSA)批量验证方案。一方面,TP-ECDSA在签名和验证阶段均无模逆运算,在该算法中引入批量验证能将标量乘的计算次数从2t减少到[2,t+1]。另一方面,KGLP算法能加速标量乘运算,引入该算法能显著地提升签名验证的效率。实验表明,与ECDSA相比,不论是独立验证还是批量验证,TP-ECDSA的运行速度均提高了50%以上,签名验证效率显著提升。     

一种CA签名私钥的安全保护方案及应用

CA私钥的安全性决定了数字签名本身的有效性.为了保证CA所颁发的数字证书的有效性,提出一种CA签名私钥的高安全性保护和使用方案.算法使用RSA算法产生CA私钥,基于改进的（t,n）秘密共享机制将CA私钥进行分步保存,并使用其身份作为私钥份额的标识;在进行数字签名时,设计了一种无需重构CA私钥的分步签名方案.仿真实验结果表明,所提方案有效增强了CA私钥的安全性.     

Montgomery模幂运算的一种改进方案

在RSA算法中,大数模幂运算的核心是大数模乘运算.本文在传统的Montgomery算法的基础上,利用快速大整数平方运算,提出了Montgomery算法的一种改进方案,有效缩短了大数模幂运算的时间,从而提高了RSA算法的加解密速度.     

一种基于FPGA的SM9快速实现方法

为了提升SM9密码算法的运算性能,采用了基于固定基的快速模幂算法,用于SM9密码算法的快速实现,并在基于Xilinx Kintex-7系列的FPGA平台上对算法进行了测试和验证,并给出实验数据。实验结果表明,将此算法应用到SM9签名过程中,可以将SM9签名的性能提升2.3倍,有利于SM9密码算法的大规模推广使用。     

采用SGX的云端SM2两方协作签名算法

针对移动终端易丢失且安全防护等级较低、存储于终端的SM2私钥安全性较低等问题,设计了基于SM2的协作签名算法提高私钥安全性,并对其安全性进行证明。结合SM2协作签名算法和英特尔软件保护扩展(software guard extension, SGX)技术,提出一种与云计算技术结合的协作签名应用部署方案。该方案解决了目前协作签名应用使用专用密码机的硬件部署弊端,使协作签名应用在享受云计算优势的同时,确保机密数据的安全性。针对功能正确性测试1 000次,验证签名通过1 000次,通过率为100%;通过安全性测试分析表明,该方案以合理的开销,显著地提高了协作签名应用在云服务中的安全性,具有较高的实用价值。     

RSA型基于证书签名方案

为了提高基于证书签名方案的效率，利用RSA困难问题构造一个新的可证明安全的基于证书签名方案.方案使用RSA签名算法为用户生成证书，用户的私钥与该证书一起组成用户的签名密钥.在RSA困难假设下，所提出的方案能够抵抗恶意权威机构和非认证用户的攻击.所提出方案的所有算法都只需要计算开销较小的模乘和模幂指数运算法，不需要计算开销较大的双线性对运算.实验模拟结果显示，方案证书生成仅需0.023 s,签名生成仅需0.051 s,签名验证仅需0.029 s.与已有的方案比较表明，所提出的方案具有明显的效率优势.     

MPI全收集通信的性能优化

通过分析MPI全收集通信四种算法的性能,提出一种将环算法和邻居交换算法相结合的优化算法.优化算法首先执行一步环算法操作,使每个进程都有2个数据,以此来提高通信局部性能;然后调用新邻居交换算法,使每次交换的数据量以2的幂次方递增来减少通信次数.测试结果表明优化算法在长消息通信时的性能较邻居交换算法和环算法的性能优化.当参与通信进程数为2的幂次方时,优化算法的性能达到最佳.     

非线性动力方程精细积分级数解的并行算法

非线性动力方程通过变量变换可以转化为一阶微分方程,该方程的解由表示初值影响的齐次方程解和反映荷载作用的积分之和组成.其中:第一项用指数矩阵计算;第二项在文中采用级数解计算(设计了3种相应的并行算法),算法1对级数解的每一项先做若干个向量的线性组合,再做矩阵向量乘1次;算法2与算法1原理相同,只是将矩阵的幂运算转换成乘积;算法3先做若干个矩阵向量乘,再做若干个向量的线性组合.算法1的并行效率最好,但存储空间需求大,不利于大型结构的求解.算法2、3利用动力方程的稀疏变换改善了算法1的不足,算法3中级数解每一项计算均在其前一项基础上进行,一般能比算法2节省时间.最后,给出了算例验证,三种算法都获得了较好的加速比.     

Montgomery模幂运算的一种改进方案

在RSA算法中,大数模幂运算的核心是大数模乘运算。本文在传统的Montgomery算法的基础上,利用快速大整数平方运算,提出了Montgomery算法的一种改进方案,有效缩短了大数模幂运算的时间,从而提高了RSA算法的加解密速度。     

一种基于矩阵变换的非对称图像加密算法

为提高图像数据的加解密速度与安全性,提出了一种新的非对称图像加密算法．算法原理是基于某种矩阵变换,使得原始图像每一分块像素及其频域产生置乱．具体实现上。首先利用矩阵变换产生密钥对;然后使用私钥对图像在变换域进行加密;最后接收方用公钥解密加密的图像．由于该算法是基于矩阵变换的,具有实现方便,加解密快速的特点;非对称的加密机制则使得数据加密更具安全性．同时,为了进一步提高矩阵变换的安全性,引入了第二种加密机制,将伪随机的高斯白噪声加载到变换矩阵上．分析表明。这种方法对于加密大容量数据尤其是数字图像特别有用．