迭代混沌映射的S盒构造方法

置换盒又称为S盒,是分组密码中常采用的重要部件.首先对评价S盒性能的指标进行了分析,以非线性度、完全雪崩准则、输出比特间独立性、差分均匀性和双射作为主要的评价指标.然后利用混沌系统在相空间的高度非线性,提出了一种迭代混沌映射的S盒构造方法.仿真检测表明,利用该算法产生的S盒具有很好的密码学特性,为开发新的分组密码算法和动态S盒加密方法奠定了很好的基础.     

S盒布尔函数非线性度的分析

基于S盒构造准则,给出了构造较高非线性度,并具备良好密码学性质的布尔函数的理论依据;针对多输出布尔函数的非线性度和第二类非线性度,分析了两者之间的关系,并给出了有效抗击最佳多输出仿射逼近攻击的一个判断依据;最后利用walsh谱理论得出walsh循环谱与非线性度的关系,并对Camellia算法S盒中的布尔函数非线性度进行...     

迭代混沌映射的S盒构造方法

置换盒又称为S盒,是分组密码中常采用的重要部件。首先对评价S盒性能的指标进行了分析,以非线性度、完全雪崩准则、输出比特间独立性、差分均匀性和双射作为主要的评价指标。然后利用混沌系统在相空间的高度非线性,提出了一种迭代混沌映射的S盒构造方法。仿真检测表明,利用该算法产生的S盒具有很好的密码学特性,为开发新的分组密码算法和动态S盒加密方法奠定了很好的基础。     

一种AES S 盒改进方案的设计

S盒作为AES算法惟一的非线性运算,直接决定算法的性能。针对S盒的仿射变换对周期为4,迭代输出周期不大于88,而且代数表达式只有9项的缺陷提出了改进方案,并构造新的S盒。该改进S盒具有周期16仿射变换对,迭代输出周期为256,而且S盒和逆S盒代数表达式项数分别达到252项和254项。将改进的S盒与AES的S盒在平衡性、严格雪崩准则、非线性度等10种代数性质方面进行比较,结果表明改进S盒具有更好的代数性质,抗代数攻击的能力更强。     

S盒抗差分分析与非线性度关系的研究

S盒是AES的核心,它是分组密码算法中唯一的非线性部分．非线性度和S盒的抗差分分析能力的强弱有直接的关系,主要研究了非线性度与S盒抗差分线性分析和抗差分功耗分析的关系,并提出了一种改变S盒的非线性度的方法,作为S盒设计的一个参考方法,使其具有更好的抗差分分析的能力．     

切延迟椭圆反射腔映射系统的S 盒构造

利用切延迟椭圆反射腔映射系统良好的混沌特性,构造了一类新的S一盒,详细分析了其包括双射、非线性度、严格雪崩、输出比特独立性、差分逼近概率和线性逼近概率等密码学特性,并对Kocarev等最近提出用离散混沌判定s-盒强度进行了讨论.理论分析和测试结果表明构造方法容易实现且效率较高,构造的S-盒较用其它混沌系统构造的s-盒具有更好的密码学特性,可用于已有的密码方案的进一步改进.     

S盒密码性质的测试与研究

本文介绍了S盒的设计准则和构造方法,并利用程序实现了非线性度、扩散准则、雪崩效应、差分均匀性这几个设计准则。利用上述程序对现代主流的几个分组密码进行了分析和测试,主要就非线性度、差分均匀度、雪崩效应、扩散特性以及可逆性对其中的S盒进行了分析和讨论。此外,在上述基础上,本文采用有限域上的幂函数和逆函数线性组合的方式构造S盒。对得到的S盒的密码性质进行了分析和讨论,并与现代主流密码的S盒进行比较。     

基于仿射变换的密钥相关S盒构造方法

针对现有密钥相关S盒构造方法存在的问题,提出了仿射密钥相关S盒的概念,给出了一种由密钥获得仿射密钥相关S盒的方法及其算法;分析了仿射变换对S盒的密码指标的影响,证明了保持仿射密钥相关S盒代数次数不变的条件.理论分析及实验结果表明:利用该方法所获得的密钥相关S盒在非线性度、差分均匀性、抗代数攻击能力、代数次数、代数项数分布、严格雪崩特性等指标上显示出良好的密码学特性,从而有效克服了现有密钥相关S盒构造方法中可能出现弱S盒等不足.     

循环掩码型AES密码芯片的相关性功耗攻击

针对循环掩码型AES密码芯片,提出了一种相关性功耗攻击方法.首先利用方差分析找出明文盲化和S盒计算的时间点,然后通过比较盲化后的字节的汉明权重和实际测量功耗值的相关系数恢复掩码,最后针对S盒输入和输出的汉明距离进行相关能量分析.随机选取公开数据集DPA Contest V4提供的1×104条样本曲线进行实验,结果表明该方法仅需要45条曲线即可正确恢复密钥.     

基于多维动态S盒和LFSR的分组密码算法

提出一种基于多维动态S盒混淆替换和n级联动线性反馈移位寄存器(LFSR)的分组密码算法.首先,通过矩阵变换初步将明文扰乱,进而进行多维动态S盒混淆替换,以此增强密文的非线性安全度;然后,通过列混淆函数进行组字节位循环移位,增强密文的扩散性;最后,使用n级联动线性反馈移位寄存器组生成动态密钥,增强每一轮迭代时的密钥随机性,使算法具有密码分组链接模式.性能分析结果表明:相对于AES算法和DES算法,本算法在增强安全性的同时对算法加解密速度影响较小.相关系数检验和差分分析实验进一步证明了算法可有效抵抗线性密码分析攻击和差分分析攻击等目前主流的密码算法攻击手段.     

基于深度学习的MIMO系统联合信号检测与信道译码

为进一步提高多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)系统性能,研究了深度学习方法来联合解决MIMO系统信号检测与信道译码问题.通过将深度神经网络、自动编码器神经网络与传统MIMO通信系统的物理层架构进行有机融合,构建了基于神经网络的MIMO系统模型,可获取系统发射端的信息比...     

基于PSO-FCM的长输管道泄漏检测方法

为了提高长输管道泄漏检测的准确率,将改进模糊C均值算法应用于长输管道泄漏检测研究.在传统模糊C均值算法的基础上引入粒子群算法,对其寻找聚类中心的迭代过程进行优化,用粒子群算法替代模糊C均值的梯度下降法,以提高模糊C均值算法的聚类效率和准确率.然后分别用所得的基于粒子群优化的模糊C均值聚类模型、传统模糊C均值聚类模型以及...     

CRC辅助PC-polar码的新颖编码算法

针对奇偶校验极化(parity-check polar,PC-polar)码中奇偶校验码检错效率低而导致纠错性能不佳的问题,提出了一种循环冗余校验码辅助PC-polar码的新颖编码算法。用奇偶校验(PC)比特和高汉明权重的冻结比特替换低汉明权重的信息比特来优化极化码的距离谱,并结合5位循环位移寄存器优化PC码的校验函数,再在PC-polar码中加入检错效率较高的循环冗余校验(CRC)码,最后通过控制变量法确定了2种校验码的数量。仿真结果表明,该算法构造的CRC-PC-polar(CRC8,PC6)码在误块率(BLER)为10^-5时,与PC-polar码、CRC-polar码和segmented-CRC-polar码相比分别有0.4dB、0.1dB、0.2dB的净编码增益。由此可知,提出的算法能够改善PC-polar码的纠错性能。     

浮子式波浪能转换装置的浮子受力分析

为提高现有波浪发电系统的稳定性和效率,提出了一种新型的浮子式波浪发电系统,介绍了其具体结构和特点.同时,采用解析法详细分析了波浪能转换装置(WEC)所受的重力、浮力、系链拉力等情况.根据天津波浪特性,对所提出的波浪发电装置进行了仿真分析.分析结果表明,所设计的波浪能转换装置具有较好的单向周期性稳定输出转矩特性,且其效率较传统的浮子式WEC提高了10%左右.     

采用射频预失真的新型大功率Doherty功放设计与实现

针对大功率射频功率放大器在设计研制上都存在较大困难,特别是大功率难匹配,实现大功率后线性度差、效率低等问题,设计一种适用于无线通信基站系统的二路大功率Doherty功率放大器。采用新型射频预失真芯片构建高集成度的线性化电路,改善该功率放大器的线性。仿真结果表明,在饱和功率回退6 dB时,该功率放大器平均输出功率可达到100 W,效率可达到44.158%,从而实现高效率和大功率的输出;加入预失真电路后,功放线性改善了20 dB。实测结果验证了仿真的一致性。     

Improved eavesdropping detection strategy based on four-particle cluster state in quantum direct communication protocol

In order to improve the eavesdropping detection efficiency in a two-step quantum direct communication protocol, an improved eavesdropping detection strategy using the four-particle cluster state is proposed, in which the four-particle cluster state is used to detect eavesdroppers. During the security analysis, the method of the entropy theory is introduced, and two detection strategies are compared quantitatively using the constraint between the information that the eavesdropper can obtain and the interference that has been introduced. If the eavesdroppers intend to obtain all information, the eavesdropping detection rate of the original two-step quantum direct communication protocol using EPR pair block as detection particles will be 50%; while the proposed strategy’s detection rate will be 75%. In the end, the security of the proposed protocol is discussed. The analysis results show that the eavesdropping detection strategy presented is more secure.     

基于原子防护的SM2算法实现及简单功耗分析

SM2算法是中国商用椭圆曲线公钥密码标准算法。SM2算法实现过程中如不加防护措施,攻击者利用简单功耗分析(simple power analysis, SPA)即可破解私钥。为有效防御SPA攻击,提高算法性能,以安全芯片为基础,针对椭圆曲线标量乘运算采用优化的原子防护方法,软硬件实现了SM2算法。同时搭建安全评估环境,进行安全分析实验。结果表明,原子块内功耗波形变化规律基本一致,但原子块间局部功耗波形随着标量乘系数比特值不同而存在明显差异,从而导致私钥泄露,成为信息安全隐患。针对泄露位置进行原因分析,提出了改进的实现策略。实验结果表明所提出的策略可有效抵御SPA攻击。     

基于滑动窗双边CUSUM算法的风电爬坡事件检测方法

随着新能源并网进程的推进,风电装机规模逐年扩大。受区域内天气变化影响,风机出力的间歇性和波动性特征对电网的威胁亦越发显著。极端天气所引发的风电出力异常爬坡事件,易导致电网功率失衡,对电力系统机组调度、源荷平衡造成了极大压力。合理的风电爬坡事件检测以及精准的风电功率预测能为风电场运维及电力系统调度提供先验指导,有力缓解风电不确定性带来的危害。首先讨论了目前主流风电爬坡事件定义的盲点,分类并分析了3种风电爬坡场景的功率变化特性,据此提出基于滑动窗双边累计和(cumulative sum, CUSUM)算法的风电爬坡事件检测方法,提取时序耦合信息,捕捉短时间窗口内风电功率数据的异常波动,提高风电爬坡事件检测精度。其次,采用贝叶斯优化的长短期记忆(long short term memory, LSTM)神经网络,最优化模型超参数,提高模型对于爬坡事件发生时风机出力的预测性能。进一步应用所提风电爬坡事件检测方法,对模型预测区间内的风电爬坡事件进行检测实验,验证了所提方法的有效性。