计算机学报
Year：2024
1
Title:
区块链中的公钥密码：设计、分析、密评与展望
Authors:****
Key words:
区块链；公钥密码算法；算法设计；复杂性分析；密评
Abstract:****
比特币的成功，吸引了人们研究区块链、加密货币以及相关的公钥密码算法的兴趣.然而，将公钥密码算法成功应用于新的加密货币设计，仍然面临很多挑战.一方面，设计适用于区块链的公钥密码算法并非易事，这是因为区块链具有独特的结构和应用环境，对密码算法提出了严苛的要求，如短签名长度、无需可信第三方等.随着区块链向多功能发展，需要考虑更多需求和功能.其中，安全性、隐私性和去中心化这三个问题涉及"三元悖论"，同时解决两个或更多问题通常较为困难.当前的研究文献主要关注区块链技术及其原理，对相关密码算法的系统调研和分析不足.为了帮助读者了解和逐步掌握公钥密码算法设计的技巧和经验，并填补相关调研文献的空白，本文对相关密码算法的现状与研究进行了系统而深入的调研.通过8个案例、2个通用构造以及相关证明技巧的讨论，本文为读者提供了由易到难的算法设计教程和相关经验.此外，本文还探讨了商用密码应用与安全性评估(简称"密评")相关的概念和研究，以促进区块链相关密码技术按照国家技术标准的要求进行实际应用.最后，本文对相关密码算法的设计难点进行了系统总结，并展望了未来的研究热点和具有挑战性的问题.
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http://cjc.ict.ac.cn/online/onlinepaper/hk-20243871552.pdf
2
Title:
非交互密钥协商综述
Authors:****
Key words:
密钥协商；群密钥协商；非交互密钥协商；消息层安全协议
Abstract:****
非交互密钥协商作为一种重要的密码学原语是一种极具潜力的安全信道建立范式，持续受到学术界和工业界的密切关注.本文综述了非交互密钥协商协议的发展概况以及待解决的问题.有别于以往的综述，我们在对传统的非交互密钥协商协议进行全面回顾的同时，还对由消息层安全协议衍生的一类部分非交互密钥协商协议进行了深入的探讨.这类协议的突出特点在于，它们能够(部分)非交互式地为群组建立(初次)会话密钥;且后续在群组需要动态变化时，仅需其中一个参与者发送一条请求消息，其他参与者进行监听就能完成群组会话密钥的更新.此外，本文首次讨论了一种基于非对称群密钥协商构造多方非交互密钥协商协议的潜在技术路线，以及利用区块链技术作为公钥基础设施扩充组件用于解决非交互密钥协商协议设计中潜在风险的方法.
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http://cjc.ict.ac.cn/online/onlinepaper/zmr-20243871851.pdf
3
Title:
区块链系统安全防护技术研究进展
Authors:****
Key words:
区块链安全；安全技术框架；密码支撑；平台安全；安全监管
Abstract:****
区块链是综合运用密码学、共识机制、分布式网络和智能合约等技术所构建的具有安全和可信特征的新型分布式计算范式，在社会、生产、生活等众多领域都得到了广泛应用，对人民生活产生了重大影响.然而，随着区块链技术及应用的蓬勃发展，各种安全问题频发，严重阻碍了区块链的应用和推广.同时，由于区块链技术、框架仍在不断演进之中，研究人员对区块链安全内涵的核心认知和关键特征理解还未统一，存在较大差异，尚未形成一致的区块链安全框架与体系.当前亟需对区块链系统安全技术发展现状进行梳理，为区块链系统所面临的重点安全问题的研究和突破提供参考.本文结合区块链系统技术框架、围绕区块链安全需求，构建了区块链安全技术框架.在此框架下，从区块链密码支撑技术、区块链平台安全技术和区块链风险评估与安全监管3个方面系统梳理区块链安全关键技术研究现状，囊括了区块链业务流程和区块链系统技术框架所涉及的主要安全机制.最后总结了区块链系统安全技术有待解决的核心问题和发展趋势.
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4
Title:
基于SM9的密钥策略属性基加密及快速解密
Authors:****
Key words:
密钥策略属性基加密；SM9；快速解密；定长密文
Abstract:****
属性基加密是一种通过指定访问策略实现数据共享的公钥加密技术，分为密钥策略属性基加密和密文策略属性基加密两种.在属性基加密中，数据拥有者通过指定一个访问策略(属性集合)对数据进行加密，被授权的接收者使用与属性集合(访问策略)相关联的解密密钥访问数据.与传统"一对一"的数据共享模式相比，属性基加密是一种更为精细的数据共享机制，可以提供"一对多"的数据共享模式，适用于区块链、云计算等信息系统中的多用户数据安全共享应用.SM9标识加密是我国设计的标识密码算法，用于保障数据的机密性，于2021年成为国际标准.但是，SM9标识加密仅提供"一对一"的数据共享模式.本文在SM9标识加密的基础上，结合经典密钥策略属性基加密的构造思路，构造了一种基于SM9的密钥策略属性基加密方案.所提方案中的密钥/密文结构与SM9标识加密算法中的密钥/密文结构相似，可与现有使用SM9的信息系统有效融合.在此基础上，提出基于SM9的密钥策略属性基加密快速解密方法.新方法具有以下特点：(1)通过增加密钥长度，将解密时使用的双线性运算数量由原来的2I个降低至2个，其中|I|表示解密时使用的线性秘密生成矩阵中的行数；(2)使用聚合技术，将密文中的群元素个数由原来的(2+S)个降低至3个，其中S表示加密时使用的属性集合；(3)新方法具有动态自适应性，用户可以根据实际需求在密钥长度和解密时间之间进行个性化权衡.这些特性使得所提新方法更适用于计算、带宽和存储资源受限的轻量级设备.最后，性能分析表明，该方案在实际应用中是可行的.
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http://cjc.ict.ac.cn/online/onlinepaper/lxh-202458160053.pdf
5
Title:
NFT仿冒欺诈的测量与检测技术
Authors:****
Key words:
非同质化代币；区块链；以太坊；深度学习；对抗攻击
Abstract:****
近年来非同质化代币(Non-FungibleToken，NFT)繁荣发展，但安全问题也日益凸显，尤其是NFT的仿冒问题.在去中心化的环境下，仿冒已有的NFT作品变得相对容易，而辨别真伪却尤其困难.本文围绕仿冒NFT的测量与仿冒检测方法的评估进行了系统深入的研究.建立了包括形式化定义、仿冒过程和仿冒特征在内的NFT仿冒威胁模型，给出了NFT仿冒定义，分析了NFT仿冒方式，给出了判定仿冒NFT的一般性方法.大规模采集了全球最大的NFT交易平台OpenSea上50000个NFT项目的智能合约地址和历史交易数据，并从以太坊区块链上采集了这些NFT项目的名称、创建时间、元数据以及链下存储的NFT图像数字载体，从中选取668个交易量排名靠前的NFT项目围绕NFT仿冒问题开展了测量工作，结果表明其中95个项目被仿冒248次，交易金额超过2600万美元，足见NFT生态所面临的仿冒欺诈问题之严重.本文采用了22种图像数据增强方法，构造了5000个扰动较小的攻击测试样本数据集，评估了OpenSea和知名的第三方商业检测平台Fnftf对仿冒NFT检测的鲁棒性，测试结果表明有6种图像数据增强方法构造的攻击测试样本能够轻易绕过检测，揭示了NFT行业仿冒欺诈检测产品的脆弱性.为提高对仿冒NFT检测的鲁棒性，本文提出并实现了一种基于深度学习的NFT图像仿冒检测模型，实验表明其AUC值相较于Fnftf提升了15.9%.
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