创历史!软件工程学院三篇科研成果同时被国际密码学顶级会议接收
发布时间:2020-07-08  阅读次数:7758

近日,软件工程学院紫江青年学者巩俊卿与来自国家杰出青年基金获得者曹珍富教授团队的博士生刘富康的科研成果,分别在国际密码学顶级会议的EUROCRYPT (欧密)2020和CRYPTO (美密)2020上发布,创我校历史记录。

 

“85后”紫江青年学者巩俊卿:不可忽视轻量代码处理海量数据的重要性

 

 

在巩俊卿博士与巴黎高等师范学院(ENS, Paris)两位学者合作的两项最新科研成果《Adaptively Secure ABE for DFA from k-Lin and More》和《Functional Encryption for Attribute-Weighted Sums from k-Lin》中,他始终坚信“轻量代码处理海量数据”是未来互联网常见的数据使用范式,也是目前“互联网+”战略的必备工具。其中,第一项成果发表于EUROCRYPT 2020,华东师大为第一兼通讯单位;第二项成果已经被CRYPTO 2020接收,华东师大为通讯单位。

 

传统公钥加密技术仅关注数据的保密性,对数据的可用性不够重视。属性基加密(ABE,Attribute-Based Encryption)可以做到对数据的细粒度访问,只有满足某一定要求的用户才能访问数据,保护数据安全的同时提高了数据可用性。近年提出的功能加密(FE, Functional Encryption)则更进一步,用户根据权限访问数据的一部分,而非数据的全部内容,进一步突破了属性基加密“All-or-Nothing(全有或全无)”的访问范式,使得数据的访问控制更加灵活细致。

 

功能加密体制概述图

 

这两项新工作研究了访问策略和功能计算属于“轻量代码处理海量数据”的情形,给出了支持自动机访问策略的属性基加密新构造、提出功能加密的新功能,发展了标准假设下对属性基加密和功能加密进行安全性证明的新方法和新技术。

 

作为今年初刚加入学院的青年教师,巩俊卿自2016年于上海交通大学获得博士学位后,赴法国从事博士后研究,先后供职于里昂高等师范学院(ENS de Lyon)和巴黎高等师范学院。他长期从事属性基加密和功能加密的研究,尤其专注于在标准假设下提高功能性以及系统效率等,相关成果发表于国际密码学会三大旗舰会议美密、欧密、亚密和国际密码学会公钥密码学专业会议PKC。

 

“90后”博士生刘富康:差分特征自动化验证的一般模型

 

 

在被CRYPTO 2020录用的《Automatic Verification of Differential Characteristics: Application to Reduced Gimli》论文中,作为第一作者的刘富康给出了一个差分特征自动化验证的一般模型。差分攻击作为有效的密码分析手段已经被广泛用于密码算法的安全性评估之中。在设计对称密码算法时,研究算法抵抗差分攻击的能力是一个不可避免的环节。随着自动化搜索工具的发展,搜索高概率差分特征的工作难度也在逐渐降低。

 

自Keccak算法被美国国家标准与技术研究院(NIST)选定为哈希函数SHA-3标准,密码设计者提出了越来越多的基于置换的密码算法。然而,与分组密码(如DES和AES)不同的是,对于基于置换的密码算法,其置换算法中不存在轮密钥。因此,如果考虑差分传播在不同轮数之间的依赖性,置换算法的差分特征很有可能是错误的。但是,在大部分基于MILP或SAT对于差分特征搜索的模型之中,它们仅包含了差分传播的建模,并且不同轮数之间的差分传播被视为是相互独立的。因此,如果将这种建模方法应用到置换算法之中,所得到的差分特征有一定的概率是矛盾的。

 

为了在一定程度上克服上述问题,该论文将值传播的建模也融入到模型之中,并解释了如何将值传播与差分传播进行连接,即建立一个能够同时追踪差分传播和值传播的模型。

 

同时追踪差分传播和值传播的模型

 

该想法受启发于Mendel等人提出的对于哈希函数SHA-2差分特征的搜索工具,该工具会同时搜索SHA-2的差分特征以及匹配的碰撞消息对。作为首次尝试,论文中将新模型利用到了Gimli算法之中。Gimli作为一个跨平台的高性能置换算法引起了许多密码学者的研究兴趣。通过检测,论文揭示了Gimli的一些已有的差分特征的确是矛盾的。为了得到正确的差分特征,该论文也利用新模型进行搜索并给出了一定的修正。

 

自2006年起,包括两位国家杰出青年基金获得者陈豪(原软件学院教授)、曹珍富,研究员陈洁等在内的软件工程学院密码与网络安全团队成员,已有多篇成果在国际密码学顶级会议上发表,获国内外密码学领域同行关注。

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