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题名基于SIMD指令集的SM2数字签名算法快速实现
被引量：4
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作者
韦薇
罗敏
白野
彭聪
何德彪
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机构
武汉大学国家网络安全学院空天信息安全与可信计算教育部重点实验室
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出处
《密码学报》
CSCD
2023年第4期720-736,共17页
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基金
山东省重点研发计划(2020CXGC010115)
国家自然科学基金(62172307,62202339,U21A20466)。
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文摘
SM2数字签名算法是国家密码管理局发布的首个数字签名标准,已广泛应用于网上银行、电子政务等领域.本文提出一种基于高级矢量扩展指令集(advanced vector extension 512,AVX512)的SM2数字签名算法实现方案,有效提升了SM2数字签名算法的性能.结合单指令多数据集(single instruction multiple data,SIMD)运算特性,设计了一种新的冗余基数表示形式与数据排列方式,利用3比特冗余空间减少进位传播的次数,构建高效的并行素域运算模块.进而提出一种可变基点标量乘法的并行优化算法,在算法分支加入虚拟操作,按需存储点加与倍点的计算结果,结合底层数据表示形式消除8路分支的差异性.利用AVX512指令与分步点加方法加速固定基点标量乘法.签名与验签算法的性能比最新的SIMD实现分别提升了196%和69%.
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关键词
sm2数字签名算法
SIMD指令集
AVX512
软件优化
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Keywords
sm2 digital signature algorithm
SIMD instructions
AVX512
software optimization
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分类号
TP309.7
[自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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题名一种针对SM2数字签名算法的攻击方案
被引量：2
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作者
白野
何德彪
罗敏
杨智超
彭聪
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机构
武汉大学国家网络安全学院空天信息安全与可信计算教育部重点实验室
海军工程大学信息安全系
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出处
《密码学报》
CSCD
2023年第4期823-835,共13页
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基金
山东省重点研发计划(2020CXGC010107)
国家自然科学基金(U21A20466,62172307,61972294,61932016)。
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文摘
SM2数字签名算法是我国商用密码体系的重要组成部分,目前已广泛应用于电子签章等领域.研究SM2数字签名算法潜在的安全风险及相应的防范技术,对于推动我国商用密码体系的安全应用具有重要意义.SM2数字签名算法的安全性基于椭圆曲线离散对数问题的困难性,当前已有一些针对不同椭圆曲线类数字签名算法的攻击研究,但攻击SM2数字签名算法的方案还存在所需签名数量较多、攻击耗时较长、成功率较低的问题.本文针对SM2数字签名算法设计了一组判断函数,基于带判断的格基约减算法,提出了一种针对SM2数字签名算法的侧信道攻击方案,并分别就算法中随机数的最高3比特、最低3比特和中间17比特已知三种情况进行了侧信道攻击实验.实验结果表明,相比现有攻击SM2数字签名算法的方案,本文攻击方案所需签名数量减少了10%,私钥恢复时间减少了86%,成功率提高了2倍.
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关键词
sm2数字签名算法
格基约减算法
侧信道攻击
判断函数
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Keywords
sm2 digital signature algorithm
lattice basis reduction algorithm
side channel attack
predicate function
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分类号
TP309.7
[自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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题名基于区块链的电子医疗记录安全共享
被引量：11
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作者
林超
何德彪
黄欣沂
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机构
福建师范大学计算机与网络空间安全学院
武汉大学国家网络安全学院
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出处
《计算机应用》
CSCD
北大核心
2022年第11期3465-3472,共8页
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基金
国家自然科学基金资助项目(62102089)
中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2042021kf1030)。
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文摘
针对电子医疗记录(EMR)共享面临的数据提供商集权化、患者数据管理显被动、互操作效率低、恶意传播等问题,提出一种基于区块链的电子医疗记录安全共享方法。首先,基于商用密码SM2数字签名算法提出一种更加安全高效的泛指定验证者签名证明(UDVSP)方案;然后,设计具有上传、验证、检索、撤销等功能的智能合约,构造基于区块链的电子医疗记录安全共享系统;最后,通过安全性分析和性能分析论证UDVSP方案和共享系统的可行性。安全性分析结果表明,所设计的UDVSP方案满足可证明安全性。性能评估结果表明,与现有常用的UDVSP/UDVS方案相比,节省至少87.42%的计算开销和93.75%的通信代价。区块链智能合约原型系统的仿真结果进一步论证了共享系统的安全性和高效性。
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关键词
电子医疗记录
区块链
sm2数字签名算法
泛指定验证者签名证明
数据共享
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Keywords
Electronic Medical Record(EMR)
blockchain
sm2 digital signature algorithm
universal designated verifier signature proof
data sharing
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分类号
TP309.
[自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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