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BFV-Blockchainvoting:支持BFV全同态加密的区块链电子投票系统 被引量：7
1
作者 杨亚涛 刘德莉 +2 位作者 刘培鹤 曾萍 肖嵩 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第9期100-111,共12页
当前的电子投票系统大多依赖于中心服务器和可信第三方,这种系统架构增加了投票的安全隐患,甚至使投票可能失败。为了解决这一问题,将区块链技术应用于电子投票系统,使区块链代替可信第三方,提出了一种支持BFV全同态加密的区块链电子投... 当前的电子投票系统大多依赖于中心服务器和可信第三方,这种系统架构增加了投票的安全隐患,甚至使投票可能失败。为了解决这一问题,将区块链技术应用于电子投票系统,使区块链代替可信第三方,提出了一种支持BFV全同态加密的区块链电子投票系统BFV-Blockchainvoting。首先,用一个公开透明的公告板记录选票信息,同时设计了智能合约来实现验证、自计票功能;其次,为进一步提高投票过程的安全可靠性,使用SM2签名算法对投票者的注册信息进行签名处理,再选择能够互相监督的双方共同监管选票,并使用BFV同态加密算法来隐藏计票数据。经过测试与分析,所提系统单张选票的计票时间平均为1.69ms。所提方案可以为投票过程中的不可操纵性、匿名性、可验证性、不可重用性、不可胁迫性和抗量子攻击等安全属性提供保障,适用于多种投票场合,并且可以满足大型投票场景下的高效率需求。 展开更多
关键词 电子投票 区块链 全同态加密 BFV同态加密 智能合约
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基于SEAL库的同态加权电子投票系统 被引量：12
2
作者 杨亚涛 赵阳 +2 位作者 张奇林 马英杰 高原 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期711-723,共13页
电子投票比传统纸质投票更为灵活高效,能节省大量人力物力,在不同选举场合中的地位越来越重要.同态加密技术可以在电子投票过程中发挥重要作用,同态加密技术结合其他安全技术和手段来设计的电子投票系统,可以在计票过程中有效保护投票... 电子投票比传统纸质投票更为灵活高效,能节省大量人力物力,在不同选举场合中的地位越来越重要.同态加密技术可以在电子投票过程中发挥重要作用,同态加密技术结合其他安全技术和手段来设计的电子投票系统,可以在计票过程中有效保护投票者的身份隐私,相比其他类型的电子投票系统也更为简洁高效.为了解决电子投票中的身份隐私保护和实现效率问题,本文提出了一种基于SEAL库的同态加权电子投票系统,通过同态操作实现密文计票,可有效抵抗来自计票中心内部的恶意攻击,保证选票保密性和计票结果正确性;通过在选票中引入投票权重,可以使电子投票系统实现加权投票;通过将选票信息密态存储在云端数据库,将计票中心部署在云端,可在保证安全的前提下借助云计算服务实现高效计票;系统中加密算法的安全性基于格上RLWE困难问题,可以抵抗量子计算攻击.对所设计投票系统的效率测试表明,完成对1000张选票的计票工作仅耗时1.867 s,相比Will等人在ICCCRI2015中提出的基于Paillier的电子投票系统计票耗时减少了32.73%,相比Wang等人在2017年提出的基于Helib的电子投票系统计票耗时减少了99.26%,相比Li在2017年提出的基于Helib的电子投票系统计票耗时减少了91.81%.本文提出的同态加权电子投票系统可以满足多个候选人投票和加权投票,能够适用于多种投票场景,且计票效率可以满足大规模投票的应用需求. 展开更多
关键词 电子投票 加权投票 同态加密 SEAL 密文数据库
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融合代理重加密和零知识证明的USBKey联盟链追溯系统
3
作者 张磊 万昕元 +3 位作者 肖超恩 王建新 邓昊东 郑玉崝 《信息安全研究》 北大核心 2025年第1期81-90,共10页
目前,基于区块链技术的信息追溯系统在物联网领域中得到了广泛应用.但是,基于区块链的追溯系统在追溯数据存储和查询的过程中存在数据及用户隐私泄露的风险.针对此类问题,融合代理重加密和零知识证明技术,设计了基于联盟链构造的USB Ke... 目前,基于区块链技术的信息追溯系统在物联网领域中得到了广泛应用.但是,基于区块链的追溯系统在追溯数据存储和查询的过程中存在数据及用户隐私泄露的风险.针对此类问题,融合代理重加密和零知识证明技术,设计了基于联盟链构造的USB Key可信追溯解决方案.首先,在区块链上链存储过程中引入了星际文件系统(interplanetary file system,IPFS)和代理重加密技术,为参与双方建立了一个安全、高效的信息存储机制;同时,在数据查询过程中引入了zk-SNARK零知识证明机制,对查询用户进行身份认证和确权操作,确保了追溯数据查询过程中用户身份的私密性;最后,基于上述可信追溯解决方案,利用Hyperledger Fabric分布式账本实现了一个USB Key的信息追溯原型系统.通过实验,证明了该方案切实可行,并有效地保障了USB Key追溯系统中追溯信息的保密性和真实性,以及在实现权限分配的前提下用户身份的隐私性. 展开更多
关键词 USB Key 代理重加密 零知识证明 区块链 信息追溯
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基于m序列和球腔体的二维动态耦合映像格系统及其特性
4
作者 马英杰 田彦 +3 位作者 赵耿 杨亚涛 覃晶滢 洪辉 《计算机科学》 北大核心 2025年第4期381-391,共11页
为解决现有时空混沌系统中动力学复杂性较低和生成序列之间相关度较高的问题,提出了一种基于m序列和球腔体的二维动态耦合映像格系统。利用改进的m序列来构建迭代矩阵,用于确定每个格点在迭代过程中耦合对象的索引和扰动符号,采用球腔... 为解决现有时空混沌系统中动力学复杂性较低和生成序列之间相关度较高的问题,提出了一种基于m序列和球腔体的二维动态耦合映像格系统。利用改进的m序列来构建迭代矩阵,用于确定每个格点在迭代过程中耦合对象的索引和扰动符号,采用球腔体构造的分段混沌映射对混沌序列引入强度可控的扰动。通过分岔图、回归映射、Lyapunov指数和K熵评估系统的动力学特性,并对生成序列的相关性、均匀性、随机性以及系统的计算复杂度进行测试与验证。仿真实验与对比分析表明,该系统呈现出丰富的非线性动力学行为和优越的性能指标,包括周期倍增和分叉现象,在数据加密、图像加密和S盒生成领域具有潜在的应用前景。 展开更多
关键词 混沌系统 二维耦合映像格 M序列 动力学特性 球腔体
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基于区块链的电子文件流转设计与实现 被引量：8
5
作者 韩妍妍 张齐 +2 位作者 闫晓璇 刘培鹤 徐鹏格 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2020年第11期3357-3365,共9页
针对互联网生态下电子文件流转中文件没有统一登记、对文件去向没有跟踪、流转过程不规范等问题,提出了基于区块链的电子文件流转方案。首先,采用区块链中联盟链的多中心化体系,提出基于区块链的电子文件流转系统设计目标与设计架构。然... 针对互联网生态下电子文件流转中文件没有统一登记、对文件去向没有跟踪、流转过程不规范等问题,提出了基于区块链的电子文件流转方案。首先,采用区块链中联盟链的多中心化体系,提出基于区块链的电子文件流转系统设计目标与设计架构。然后,借助云存储平台进行电子文件存放来实现文件的上传功能,通过将文件的所有权转换数据加盖时间戳,使流转过程连续、关联、可追溯且诚实可信,实现了基于区块链的电子文件流转系统。通过数据库调用完成数据存取,实现了基于区块链的电子文件流转系统的数据同步和追溯。最后,提出了电子文件所有权转换、查询的智能合约,这种合约通过读取文件标识来实现对文件内容的验证和保护。安全性分析和性能测试表明,该方案与现有的文件流转系统相比更具安全性,增强了流转信息的可信度,同时智能合约的执行时间较短,使得系统具有更好的可靠性和可溯源性。 展开更多
关键词 区块链 电子文件流转 智能合约 多中心化 云平台
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基于双区块链的产品溯源系统研究与实现 被引量：3
6
作者 韩妍妍 魏万奇 +1 位作者 窦凯丽 张齐 《郑州大学学报（工学版）》 北大核心 2024年第1期54-63,共10页
现有区块链溯源系统由于区块信息存储容量有限,多采用区块链与云存储相结合的方式,并没有从根本上解决区块链溯源信息存储和数据泄露的问题。针对此问题构建双区块链模式:查询链完成溯源信息的上传,实现溯源系统的基本功能;存储链结合... 现有区块链溯源系统由于区块信息存储容量有限,多采用区块链与云存储相结合的方式,并没有从根本上解决区块链溯源信息存储和数据泄露的问题。针对此问题构建双区块链模式:查询链完成溯源信息的上传,实现溯源系统的基本功能;存储链结合星际文件系统保障数据完整安全。在此基础上,利用改进后的容量证明共识算法保证底层的安全性,在减少能源消耗的同时满足区块链溯源系统的应用需求。测试结果表明:系统上传平均速度可达80.66 M/s,下载平均速度可达90.75 M/s,具有良好的上传和下载性能。区块链每秒交易量达到125.88笔,单次交易承载量可以满足溯源系统的区块交易需求。 展开更多
关键词 双区块链 容量证明 星际文件系统 溯源系统 数据可靠存储
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“五位一体”通信原理课程智慧教学模式研究与实践 被引量：8
7
作者 马英杰 杨亚涛 +1 位作者 肖嵩 李莉 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2024年第10期129-134,共6页
面向教育教学数字化转型的战略需求,针对“通信原理”课程特点,基于OBE理念提出了“五位一体”通信原理课程智慧教学新模式。“通信原理”课程具有突出的理论性、系统性、工程性和应用性特点。从全局性出发,对课程体系进行系统性的设计... 面向教育教学数字化转型的战略需求,针对“通信原理”课程特点,基于OBE理念提出了“五位一体”通信原理课程智慧教学新模式。“通信原理”课程具有突出的理论性、系统性、工程性和应用性特点。从全局性出发,对课程体系进行系统性的设计,以立德树人、为党育人、全方位育才为使命;以学生发展为中心,从重构教学内容、构建课程思政系统化体系、学生项目实践、打造智慧课堂和多元评价机制5个方面构建了“五位一体”智慧教学体系。采用雨课堂线上线下混合式教学、虚拟仿真项目教学和B站微课教学等数字化、信息化教学手段,利用技术赋能教学,打造智慧课堂。将思政教育有机融汇于智慧课堂教学,起到“润物无声”、潜移默化的效果,引发学生的知识共鸣、情感共鸣、价值共鸣。所提出的“五位一体”智慧教育教学新范式能够推进信息技术、智能技术与教育教学的深度融合,实现教学手段智能化、教学资源泛在化、教学点评实时化、课程考核多元化。 展开更多
关键词 智慧教学 “通信原理”课程 技术赋能 智慧课堂 课程思政
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基于二维动态元胞自动机的伪随机耦合映像格系统及其动态特性
8
作者 马英杰 洪辉 +1 位作者 张磊 刘亚奇 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2024年第11期3401-3408,共8页
针对时空混沌系统中遇到的混沌强度不足等问题,提出了一种基于二维动态元胞自动机的伪随机耦合映射格系统方案。基于初等元胞自动机,设计了二维动态元胞自动机,通过变换其迭代次数,动态选取迭代规则和方向,实现状态的多样性更新,从而增... 针对时空混沌系统中遇到的混沌强度不足等问题,提出了一种基于二维动态元胞自动机的伪随机耦合映射格系统方案。基于初等元胞自动机,设计了二维动态元胞自动机,通过变换其迭代次数,动态选取迭代规则和方向,实现状态的多样性更新,从而增强了元胞的伪随机特性。在每次元胞状态更新时,根据格子所对应元胞的行和列位置动态生成耦合索引值,并利用索引值对混沌序列施加扰动提升序列的随机性,降低了格子之间的相关性。对系统动力学特性进行分析,发现其有较强的混沌特性和随机性,能够有效延长系统的周期,增强遍历性。最后,利用SHA-256运算生成混沌系统初始化参数,结合系统的输出序列和DNA编码设计出一种图像加密算法,并对该算法进行信息熵等性能分析。实验结果表明,该算法加密结果拥有较好的统计特性和安全性,在图像加密领域有较好的应用前景。 展开更多
关键词 混沌 二维元胞自动机 二维耦合映像格 图像加密
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基于区块链的隐私保护和数字认证研究
9
作者 杨亚涛 丁渝诚 +1 位作者 刘培鹤 桑鹏 《信息网络安全》 北大核心 2025年第4期640-653,共14页
公钥基础设施-证书颁发机构(PKI-CA)是一种用于管理数字证书和公私钥对的技术框架,传统PKI-CA系统由于集中化管理的特性,存在单点故障和安全风险。为解决这些问题,文章设计了一种基于区块链智能合约的去中心化PKI-CA系统,通过智能合约... 公钥基础设施-证书颁发机构(PKI-CA)是一种用于管理数字证书和公私钥对的技术框架,传统PKI-CA系统由于集中化管理的特性,存在单点故障和安全风险。为解决这些问题,文章设计了一种基于区块链智能合约的去中心化PKI-CA系统,通过智能合约实现证书的增删改查,各节点扮演证书颁发机构或注册机构的角色。为提高效率,系统采用了基于星际文件系统的数字证书索引算法,使用内容标识符(CID)快速检索证书。考虑到区块链的透明性问题,系统结合国密算法和全同态加密算法,加密敏感数据,确保证书持有者的身份和隐私安全。实验结果表明,系统每秒可处理50次操作,颁发100张证书仅需2.39 s,相较于传统PKI-CA系统具有更高的性能和安全性。安全性分析结果表明,系统采用的国密算法和全同态加密技术有效实现了对系统关键数据和敏感数据的保护,区块链的去中心化与共识机制增强了系统的抗攻击能力,有效防止了恶意生成和伪造证书。 展开更多
关键词 区块链 智能合约 证书权威 星际文件系统
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3维模型匹配算法设计与实现
10
作者 高原 董振国 +1 位作者 王雪龙 齐巍 《信息安全研究》 北大核心 2025年第6期539-547,共9页
3维模型匹配在模型版权保护与交易过程中具有重要作用,可有效避免重复认证,为相关领域的研究、测试与管理提供便利.然而,传统匹配方法主要依赖明文匹配,虽然能保证一定的匹配准确性和鲁棒性,但在数据隐私保护方面存在不足.针对这一问题... 3维模型匹配在模型版权保护与交易过程中具有重要作用,可有效避免重复认证,为相关领域的研究、测试与管理提供便利.然而,传统匹配方法主要依赖明文匹配,虽然能保证一定的匹配准确性和鲁棒性,但在数据隐私保护方面存在不足.针对这一问题,密文匹配通过在数据加密状态下进行匹配运算,有效实现了在保护数据隐私的同时完成模型匹配,具有重要的应用价值和推广潜力.因此,实现了3种匹配策略:1)明文状态下基于迭代最近点(iterative closest point,ICP)算法的3维点云精准配准,并结合峰值信噪比进行模型匹配;2)明文状态下通过PointNet深度学习算法提取3维点云特征,利用余弦相似度计算特征相似度;3)密文状态下利用同态加密技术将提取的特征加密,再利用余弦相似度计算加密特征的相似度,从而有效保护数据隐私. 展开更多
关键词 3维模型匹配 迭代最近点 PointNet 同态加密 峰值信噪比 余弦相似度
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基于Transformer模型与注意力机制的差分密码分析
11
作者 肖超恩 李子凡 +2 位作者 张磊 王建新 钱思源 《计算机工程》 北大核心 2025年第1期156-163,共8页
基于差分分析的密码攻击中,通常使用贝叶斯优化方法验证部分解密的数据是否具有差分特性。目前,主要采用基于深度学习的方式训练1个差分区分器,但随着加密轮数的增加,差分特征的精确度会呈现线性降低的趋势。为此,结合注意力机制和侧信... 基于差分分析的密码攻击中,通常使用贝叶斯优化方法验证部分解密的数据是否具有差分特性。目前,主要采用基于深度学习的方式训练1个差分区分器,但随着加密轮数的增加,差分特征的精确度会呈现线性降低的趋势。为此,结合注意力机制和侧信道分析,提出了一种新的差分特性判别方法。根据多轮密文间的差分关系,基于Transformer训练了1个针对SPECK32/64算法的差分区分器。在密钥恢复攻击中,借助前一轮的密文对待区分密文影响最大特性,设计了新的密钥恢复攻击方案。在SPECK32/64算法的密钥恢复攻击中,采用26个选择明密文对,并借助第20轮密文对将第22轮65536个候选密钥范围缩小至17个以内,完成对最后两轮子密钥的恢复攻击。实验结果表明,该方法的攻击成功率达90%,可以有效应对加密轮数增多造成的密文差分特征难以识别的问题。 展开更多
关键词 Transformer模型 注意力机制 差分区分器 SPECK32/64算法 密钥恢复攻击
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资源节约型的SM4算法FPGA设计与实现
12
作者 张磊 张修政 洪睿鹏 《信息安全研究》 北大核心 2025年第6期490-499,共10页
在SM4算法的硬件实现中通常采用查找表方法实现S盒,该方式将占用大量的硬件资源.提出了一种基于多项式基的SM4算法实现方案,对SM4算法使用8×8 S盒实现了基于复合域GF((2^(4))^(2))和复合域GF(((2^(2))^(2))^(2))的2种构造方案,测... 在SM4算法的硬件实现中通常采用查找表方法实现S盒,该方式将占用大量的硬件资源.提出了一种基于多项式基的SM4算法实现方案,对SM4算法使用8×8 S盒实现了基于复合域GF((2^(4))^(2))和复合域GF(((2^(2))^(2))^(2))的2种构造方案,测试结果表明,基于多项式基的GF((2^(4))^(2))方案资源占用很少.在此基础上综合考虑资源占用和性能,设计了有限状态机和流水线2种SM4硬件实现结构.相比传统的查找表方式,有限状态机结构资源占用减少21.98%,运行主频提高14.40%;流水线结构资源占用减少54.23%. 展开更多
关键词 SM4算法 分组密码算法 多项式基 FPGA 复合域
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基于可逆元胞自动机的非正交分组加密码索引调制方案
13
作者 马英杰 王丹 +2 位作者 赵耿 徐凤麟 刘岳恒 《通信学报》 北大核心 2025年第5期188-199,共12页
为满足6G网络的高速率通信和强安全通信需求,针对码索引调制(CIM)技术,提出了一种基于可逆元胞自动机的非正交分组加密码索引调制方案。构造了一种混杂可逆初等元胞自动机,通过多规则扩展、异或运算及序列逆序迭代增强序列随机性。信息... 为满足6G网络的高速率通信和强安全通信需求,针对码索引调制(CIM)技术,提出了一种基于可逆元胞自动机的非正交分组加密码索引调制方案。构造了一种混杂可逆初等元胞自动机,通过多规则扩展、异或运算及序列逆序迭代增强序列随机性。信息流分为调制块和映射块,调制块分组后经过元胞自动机加密,其迭代规则和扩频码由映射块确定。仿真结果表明,所提方案的误码率性能与现有方案相比提升了约0.3~9dB,密钥空间达到2209,且加密后图像的直方图像素分布均匀,有效提高了通信系统的安全性和鲁棒性。 展开更多
关键词 码索引调制 扩频传输 可逆初等元胞自动机 频谱效率
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国家关键信息基础设施系统安全防护研究综述 被引量：17
14
作者 高原 吕欣 +3 位作者 李阳 穆琳 韩晓露 鲍旭华 《信息安全研究》 2020年第1期14-24,共11页
国家关键信息基础设施承载着大量国家基础数据、重要政务数据及公民个人信息,其安全防护问题直接影响我国数字经济发展和网络强国建设.从国家顶层战略层面梳理国外信息技术发达国家和组织的政策制度、保障措施、法律法规以及我国目前在... 国家关键信息基础设施承载着大量国家基础数据、重要政务数据及公民个人信息,其安全防护问题直接影响我国数字经济发展和网络强国建设.从国家顶层战略层面梳理国外信息技术发达国家和组织的政策制度、保障措施、法律法规以及我国目前在关键信息基础设施系统安全防护层面所做的工作及研究现状.并结合当前面临的威胁和挑战,提出国家关键信息基础设施系统安全协同防护顶层设计战略建议,该建议具有重要的理论价值和现实意义,为进一步完善我国关键信息基础设施系统安全防护工作奠定理论研究基础. 展开更多
关键词 关键信息基础设施 系统安全 安全威胁 安全保障 安全防护
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基于SEAL库的同态密文指纹识别系统设计与实现 被引量：2
15
作者 杨亚涛 张奇林 +1 位作者 张艳硕 左珮良 《密码学报》 CSCD 2021年第4期616-629,共14页
将指纹信息直接以明文形式存储在云端数据库会对个人隐私信息造成一定的威胁,同态加密技术和指纹识别的结合,可以在对个人信息提供隐私保护的同时享有云服务提供的强大计算能力和存储能力.为了解决指纹识别中的身份隐私保护和识别效率问... 将指纹信息直接以明文形式存储在云端数据库会对个人隐私信息造成一定的威胁,同态加密技术和指纹识别的结合,可以在对个人信息提供隐私保护的同时享有云服务提供的强大计算能力和存储能力.为了解决指纹识别中的身份隐私保护和识别效率问题,本文首次提出了一种基于SEAL库的指纹特征密文识别方案.在指纹识别系统中引入全同态加密运算,把密文状态的指纹特征信息存储于云端数据库,通过云计算克服了密文识别中运算开销过大的难题,高效完成了密文识别,可有效抵抗来自内外部的恶意攻击,保障系统的保密性和识别的准确性.本方案基于全同态加密的SEAL库进行开发,经过测试,平均识别时间为1246.33 ms,相比于2018年研究人员提出的基于SEAL的虹膜特征密文认证系统耗时减少64.26%.本方案和系统在密文指纹识别、隐私保护、身份认证领域具有较好的参考价值和应用前景. 展开更多
关键词 指纹识别 同态加密 SEAL 识别率 认假率 拒真率
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基于国产软硬件系统的实验教学FPGA仿真工具设计 被引量：5
16
作者 王建新 肖超恩 +3 位作者 张磊 孙猛 韩英 许弘可 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2022年第11期124-128,180,共6页
在当前复杂国际环境和我国高科技发展受打压背景下,提高数字系统设计仿真工具的自主化显得尤为重要。针对操作系统和CPU国产化替代趋势下实验教学缺少相关FPGA仿真工具的问题,提出基于国产操作系统和国产CPU的Verilog集成开发工具设计方... 在当前复杂国际环境和我国高科技发展受打压背景下,提高数字系统设计仿真工具的自主化显得尤为重要。针对操作系统和CPU国产化替代趋势下实验教学缺少相关FPGA仿真工具的问题,提出基于国产操作系统和国产CPU的Verilog集成开发工具设计方案,采用Gambas实现系统整体框架,利用Plugin插件技术实现对Icarus Verilog、GTKWave、yosys的集成,能在FPGA数字逻辑设计层面实现Verilog代码的编写、错误检查、编译、仿真、综合等功能。实验结果表明,该仿真工具能够在FT2000+银河麒麟、龙芯3A4000+UOS、国产X86平台+各类国产操作系统上流畅运行;以一个4 bit计数器为例进行实验测试,其仿真输出结果正确,执行效率高,适合于轻量级科研仿真以及实验教学场景,实现了在FPGA仿真实验教学过程中对ModelSim功能的部分替代。 展开更多
关键词 国产化替代 FPGA仿真工具 Verilog代码 编译 仿真
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软件定义网络匿名通信关键技术研究 被引量：2
17
作者 魏占祯 孟莘蕊 李兆斌 《计算机应用与软件》 北大核心 2021年第10期131-138,共8页
软件定义网络的发展使得其对信息安全的要求越来越高,匿名通信成为软件定义网络的关键研究点。由于软件定义网络特有的管控分离性能,传统网络中的匿名方案难以在其平台应用。提出一种新的软件定义网络匿名通信方案,通过重写数据包实现... 软件定义网络的发展使得其对信息安全的要求越来越高,匿名通信成为软件定义网络的关键研究点。由于软件定义网络特有的管控分离性能,传统网络中的匿名方案难以在其平台应用。提出一种新的软件定义网络匿名通信方案,通过重写数据包实现其匿名性,通过扩展Open Flow协议实现数据包的正常转发,并且采用新的最大值随机路径算法保证通信路径的隐匿性,实现基于软件定义网络的低延迟、高匿名传输。 展开更多
关键词 匿名通信 软件定义网络 路由路径
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可控网格多涡卷混沌系统族及其硬件电路实现 被引量：1
18
作者 马英杰 肖靖 +2 位作者 赵耿 曾萍 杨亚涛 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2023年第3期956-961,共6页
为加强混沌系统在通信链路的抗干扰和抗截获等性能,提高混沌系统性态的复杂度,基于典型蔡氏电路和阶梯函数,构造了一类数量可控的新型网格多涡卷混沌系统族。首先利用两组阶梯函数作为系统的非线性控制器,分别控制网格多涡卷混沌吸引子... 为加强混沌系统在通信链路的抗干扰和抗截获等性能,提高混沌系统性态的复杂度,基于典型蔡氏电路和阶梯函数,构造了一类数量可控的新型网格多涡卷混沌系统族。首先利用两组阶梯函数作为系统的非线性控制器,分别控制网格多涡卷混沌吸引子的奇偶列数和排列行数,并保持混沌吸引子中涡卷与键带的相互间置,以实现网格多涡卷的任意奇偶列数;然后对系统的平衡点、李雅普诺夫指数和吸引子等动力学特性进行理论分析和数值仿真实现;最后通过现场可编程门阵列(FPGA)给出最多4行12列网格多涡卷的硬件实验结果。软硬件实验结果和理论分析结果完全一致,进一步验证了所提系统的物理可实现性。 展开更多
关键词 网格多涡卷 阶梯函数 蔡氏电路 混沌吸引子 现场可编程门阵列
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基于混沌理论与DNA动态编码的卫星图像加密算法 被引量：6
19
作者 肖嵩 陈哲 +2 位作者 杨亚涛 马英杰 杨腾 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1128-1137,共10页
针对卫星图像在传输、存储过程中涉及的信息安全问题,该文提出一种新型的基于混沌理论与DNA动态编码的卫星图像加密算法。首先,提出一种改进型无限折叠混沌映射,拓宽了原有无限折叠混沌映射的混沌区间。之后,结合改进型Chebyshev混沌映... 针对卫星图像在传输、存储过程中涉及的信息安全问题,该文提出一种新型的基于混沌理论与DNA动态编码的卫星图像加密算法。首先,提出一种改进型无限折叠混沌映射,拓宽了原有无限折叠混沌映射的混沌区间。之后,结合改进型Chebyshev混沌映射与SHA-256哈希算法,生成加密算法的密钥流,提升算法的明文敏感性。然后,利用混沌系统的状态值对Hilbert局部置乱后的像素进行DNA编码,实现DNA动态编码,解决了DNA编码规则较少所带来的容易受到暴力攻击的弱点。最后,使用混沌序列完成进一步混沌加密,从而彻底混淆原始像素信息,增加加密算法的随机性与复杂性,得到密文图像。实验结果表明,该算法具有较好的加密效果和应对各种攻击的能力。 展开更多
关键词 卫星图像加密 混沌理论 DNA动态编码 哈希算法
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基于扰动时空混沌的三维OFDM星座加密方案 被引量：3
20
作者 赵耿 吴锐 +2 位作者 马英杰 黄思婕 董有恒 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2024年第5期390-399,共10页
无线通信网络的迅猛发展使得传输信息量迅速增加,这对系统的传输效率和通信安全提出了更高的要求。为满足上述要求,提出了一种基于扰动时空混沌的三维OFDM星座加密方案。首先,设计了一种反馈元胞自动机,以提高元胞自动机的周期性和伪随... 无线通信网络的迅猛发展使得传输信息量迅速增加,这对系统的传输效率和通信安全提出了更高的要求。为满足上述要求,提出了一种基于扰动时空混沌的三维OFDM星座加密方案。首先,设计了一种反馈元胞自动机,以提高元胞自动机的周期性和伪随机性。将反馈元细胞自动机的迭代结果进行归一化后,作为扰动加入时空混沌系统中。通过分岔图、李亚普诺夫指数、回归映射分析和随机性测试,证明了添加该扰动的系统具有良好的混沌特性。其次,设计了一种新的三维16-ary星座图,将星座点之间的最小欧氏距离扩大了6.3%,并结合扰动的时空混沌系统实现了三维星座旋转的物理层调制加密。实验仿真结果表明,与其他三维16-ary星座映射旋转加密算法相比,该算法的误码率性能提高了约1 dB。此外,通过密钥空间、密钥灵敏度和统计攻击的安全分析,证明了其良好的安全性能。 展开更多
关键词 OFDM 三维映射 星座旋转 时空混沌系统 初等元胞自动机
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