本著“開放、流動、聯(lián)合、競爭”的建設(shè)方針,實驗室面向全國高等院校、科研機構(gòu)和其它相關(guān)單位設(shè)立開放課題基金,支持密碼及相關(guān)交叉領(lǐng)域的基礎(chǔ)性和前沿性研究,歡迎并鼓勵多個團隊就某一方向聯(lián)合申請。申請方向及研究內(nèi)容如下(申請人可以對申請方向的部分研究內(nèi)容開展研究):

1.密鑰同態(tài)偽隨機函數(shù)及其應(yīng)用

構(gòu)造基于LWE(Learning with Error)、LPN(Learning Parity with Noise)的可證明安全的密鑰同態(tài)偽隨機函數(shù),并設(shè)計基于該偽隨機函數(shù)的一些應(yīng)用,如對稱密鑰代理重加密、分布式偽隨機函數(shù)、可更新加密并用于不經(jīng)意傳輸擴展等。

2.抗量子攻擊的偽隨機數(shù)發(fā)生器及偽隨機函數(shù)研究

構(gòu)造可以抵抗量子計算攻擊、低電路復雜度的偽隨機函數(shù)、偽隨機數(shù)發(fā)生器和隨機性提取器;研究包括LWR(Learning with Rounding) 等數(shù)學問題在內(nèi)的幾個常用問題在經(jīng)典計算和量子計算下的安全強度;完善量子隨機預言機模型的理論,并研究以上隨機性構(gòu)件和底層數(shù)學困難問題在該模型下的安全強度。

3.密碼學困難問題研究

對密碼學中的一些基礎(chǔ)理論問題:如大整數(shù)分解問題、離散對數(shù)問題、格困難問題、橢圓曲線同源計算、多變元代數(shù)方程組求解、糾錯碼譯碼等的困難性進行研究,給出更優(yōu)求解算法;探索提出新的困難問題并給出密碼學應(yīng)用。

4.非交互零知識證明研究

研究非交互零知識證明在各種安全模型下基于不同假設(shè)的高效構(gòu)造;針對一些經(jīng)典的非交互零知識證明,建立它們與可抽取單向函數(shù)之間的聯(lián)系,探索利用非交互零知識證明構(gòu)造可抽取單向函數(shù);研究簡潔非交互零知識證明(snark)的構(gòu)造,探索snark在金融科技等方面的應(yīng)用。

5.安全多方計算的輪復雜性理論研究

研究安全多方計算(MPC)協(xié)議的準確輪復雜性(交互的最優(yōu)輪數(shù));突破自適應(yīng)安全MPC協(xié)議的設(shè)計理論;針對在Plain模型下安全的MPC協(xié)議開展研究;研究達到最優(yōu)輪數(shù)、且基于標準假設(shè)可證明安全的MPC協(xié)議。

6.高效安全多方計算協(xié)議的設(shè)計

研究在惡意敵手條件下高效安全多方計算協(xié)議的設(shè)計理論與方法,提出高效可證明安全的MPC協(xié)議并進行實驗評估,在支持參與方的數(shù)量方面形成突破;針對常數(shù)輪的MPC協(xié)議開展設(shè)計與可證明安全分析,在MPC協(xié)議的通信與計算效率方面達到國際領(lǐng)先。

7.低差分函數(shù)的性質(zhì)與構(gòu)造

以“大APN(Almost Perfect Nonlinear)問題”為牽引,研究APN函數(shù)、PN函數(shù)和4-差分函數(shù)等低差分函數(shù)的映射性質(zhì),包括像集的代數(shù)和組合性質(zhì);給出APN置換性質(zhì)新的刻畫,爭取推進“大APN問題”的研究及解決。在此基礎(chǔ)上,分析蝴蝶結(jié)構(gòu)及其推廣;研究低差分函數(shù)新的構(gòu)造,尤其是構(gòu)造代數(shù)次數(shù)大于2的多項式APN函數(shù)和PN函數(shù),構(gòu)造同時具有高非線性度、高代數(shù)次數(shù)等良好密碼學性質(zhì)的低差分函數(shù)。

8.抗側(cè)信道攻擊的掩碼函數(shù)設(shè)計

針對電磁泄漏攻擊等側(cè)信道攻擊手段,研究可用于側(cè)信道安全防護的高效掩碼函數(shù)的設(shè)計;研究提出低重量高階相關(guān)免疫的布爾函數(shù)的新型構(gòu)造方法,并基于此設(shè)計能夠有效抵抗d階側(cè)信道攻擊的旋轉(zhuǎn)S盒掩碼函數(shù)。

9.分組密碼基礎(chǔ)設(shè)計理論研究

提出新型分組密碼部件構(gòu)造方法,給出一般環(huán)境下和資源受限環(huán)境下安全高效S盒、擴散層的具體構(gòu)造;給出新型輪函數(shù)、密鑰擴展算法等基礎(chǔ)模塊的設(shè)計準則;探索分組密碼新型整體結(jié)構(gòu),設(shè)計高效簡潔的分組密碼算法。

10.對稱密碼分析新理論新方法研究

研究差分攻擊、線性攻擊等統(tǒng)計類分析方法的理論基礎(chǔ),驗證其隨機等價等假設(shè)條件的合理性、統(tǒng)計模型及復雜度分析的精確性,給出更加合理的密碼分析模型;研究提出中間相遇攻擊的可證明安全模型,提取密碼算法抵抗中間相遇攻擊的數(shù)值指標,進一步分析全輪AES算法;加強對典型序列密碼的分析,關(guān)注Estream計劃、Caesar競賽最終入選算法、國際標準化序列密碼算法、小狀態(tài)序列密碼算法等,給出新的分析結(jié)果;給出新的分組密碼、序列密碼、Hash函數(shù)、MAC設(shè)計等的安全性分析及評估方法。

11.基于NFSR的序列密碼設(shè)計與分析新理論、新方法研究

研究NFSR序列的密碼學性質(zhì),提出NFSR組件設(shè)計方案;提出安全高效的以NFSR為基礎(chǔ)組件的整體算法設(shè)計框架,對該框架下的組件參數(shù)選取提出具體要求;研究提出基于NFSR設(shè)計的序列密碼的分析新理論、新方法,對具體NFSR序列密碼算法進行分析;研究提出NFSR系統(tǒng)的輸出函數(shù)序列的代數(shù)次數(shù)估計新方法。

12.基于MILP的自動化分析技術(shù)研究

優(yōu)化混合整數(shù)線性規(guī)劃問題(MILP)模型的建模方法,挖掘MILP求解器的求解能力,提升MILP自動化分析技術(shù)的效率和精度,對某些對稱密碼算法的安全性進行分析。特別地:優(yōu)化ARX型對稱密碼算法的差分傳播模型、積分攻擊和立方攻擊的MILP建模方法,改進現(xiàn)有的攻擊結(jié)果。

13.密碼方案量子安全模型及可證明安全技術(shù)研究

結(jié)合量子計算機的新型計算方式,研究不同密碼方案針對量子計算機敵手的量子安全模型;研究量子安全模型和傳統(tǒng)安全模型之間的關(guān)系;研究適合量子安全模型的新型安全證明技術(shù);研究傳統(tǒng)隨機預言機模型下的抗量子密碼方案在量子隨機預言機模型下的安全性。

14.量子算法及其應(yīng)用研究

研究對Shor、Grover、Simon等量子算法的優(yōu)化和改進,探索其在更多經(jīng)典密碼上的應(yīng)用;研究特定對稱密碼算法結(jié)構(gòu)在量子計算模型下的安全強度及經(jīng)典對稱密碼攻擊方法在量子模型下的使用,給出復雜度低于理論安全界的攻擊結(jié)果;研究評估格、編碼、多變量等主流抗量子困難問題的量子攻擊加速及復雜度;設(shè)計新型量子算法,并將其應(yīng)用到密碼算法和數(shù)學問題的安全性分析;完善量子算法所需資源的評估模型。

15.格公鑰密碼設(shè)計與分析

研究格中各種困難問題,探索給出新型實用格及其困難問題設(shè)計;提出新型格公鑰密碼實用化關(guān)鍵技術(shù),設(shè)計實用化格公鑰密碼方案,降低算法參數(shù)大小,提升安全強度;研究格密碼方案的快速安全實現(xiàn)方法;研究格密碼方案、格困難問題安全性分析評估方法;對已有的格公鑰密碼進行分析,給出攻擊結(jié)果。

16.測量設(shè)備無關(guān)類量子協(xié)議設(shè)計與分析

研究并設(shè)計測量設(shè)備無關(guān)類量子協(xié)議,給出其安全性證明;研究針對測量設(shè)備無關(guān)類協(xié)議新的攻擊方案,對特定測量無關(guān)類協(xié)議給出具體的攻擊結(jié)果。

17.結(jié)構(gòu)化密鑰協(xié)商協(xié)議及其應(yīng)用研究

利用結(jié)構(gòu)化的思想,借助組合數(shù)學、代數(shù)幾何、代數(shù)學與有限域等數(shù)學理論方法和技術(shù),研究密鑰協(xié)商的普適系統(tǒng)模型、高效構(gòu)建方法以及(基于模型的)形式化安全證明等;研究提出新型密鑰協(xié)商協(xié)議及其安全證明技術(shù);設(shè)計安全高效的多用戶會話密鑰協(xié)商協(xié)議用于支持各種高安全性需求的交互應(yīng)用環(huán)境。

18.面向體域網(wǎng)的生物密碼機制及認證與密鑰分發(fā)協(xié)議研究

研究適用于無線體域網(wǎng)的生物密碼機制,設(shè)計基于生物密碼的認證與密鑰分發(fā)協(xié)議,使得其在安全性、模板長度和能量消耗等指標方面能滿足體域網(wǎng)需求,解決無線體域網(wǎng)采集的數(shù)據(jù)在傳輸過程中的隱私泄露問題。

19.嵌入式設(shè)備中新型橢圓曲線算法安全與快速實現(xiàn)研究

以目前主流嵌入式芯片為對象,研究多精度乘法和模乘算法在其上的快速實現(xiàn)和優(yōu)化;對不同類橢圓曲線(包括蒙哥馬利曲線,扭曲愛德華茲曲線,GLV曲線與GLS曲線)上的點操作進行詳細的評估,提出優(yōu)化的點加和倍點計算方法;研究標量乘算法的安全實現(xiàn),能夠防御主流的側(cè)信道攻擊;研究提出特殊類橢圓曲線的安全參數(shù)安全高效生成算法。

20.可搜索加密若干關(guān)鍵技術(shù)研究

提出高效可驗證密文檢索系統(tǒng)框架和可驗證密文索引結(jié)構(gòu)方法,解決惡意服務(wù)器模型下檢索結(jié)果的完備性驗證問題;研究可支持非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的可搜索加密技術(shù),數(shù)據(jù)庫文件的動態(tài)更新技術(shù);研究針對可搜索加密的攻擊技術(shù)等。

21.外包數(shù)據(jù)存儲與可驗證更新關(guān)鍵技術(shù)研究

研究數(shù)據(jù)外包存儲前的數(shù)據(jù)編碼,防止外包服務(wù)器對數(shù)據(jù)進行破壞;研究數(shù)據(jù)外包存儲后的完整性驗證新方法,尤其是針對多用戶共享數(shù)據(jù)外包情況下的新方案設(shè)計,解決其中的用戶撤銷問題;研究大規(guī)模數(shù)據(jù)庫可驗證更新技術(shù),提出同時支持用戶對數(shù)據(jù)記錄的快速插入、刪除、修改等全更新操作以及更新完整性校驗操作的外包理論框架及更新方案;研究數(shù)據(jù)完整性遭到破壞后的賠償機制。

22.區(qū)塊鏈中的新型密碼理論和技術(shù)及其應(yīng)用

研究適合區(qū)塊鏈的新型密碼理論和技術(shù):如零知識證明、安全多方計算、環(huán)簽名、群簽名、混淆池等,保障基于區(qū)塊鏈的各類復雜數(shù)字資產(chǎn)交易安全;研究基于區(qū)塊鏈技術(shù)的異構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)跨域認證技術(shù),建立異構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)密鑰管理架構(gòu)和具體操作模式。

23.可證明安全的密碼芯片防護方法

從可證明安全的角度提出芯片防護方法,從而有效解決傳統(tǒng)防護方法存在的問題。研究可以抵抗差分故障、有偏故障攻擊的可證明安全防護方法;研究可以同時抵抗能量分析與故障注入攻擊的可證明安全綜合防護方法與電路實現(xiàn)技術(shù)等。

24.密鑰泄漏容忍和防篡改保護機制研究

針對非可信環(huán)境下的密鑰泄漏和被篡改等問題,設(shè)計連續(xù)密鑰泄漏環(huán)境下的高泄露容忍和篡改檢測發(fā)現(xiàn)的密鑰保護機制;研究隨機數(shù)提取器、不可延展編碼(non-malleable codes)等工具在其中的應(yīng)用。

25.新型側(cè)信道攻擊方法及技術(shù)

研究對現(xiàn)有側(cè)信道攻擊技術(shù)的組合攻擊技術(shù);研究提出新型側(cè)信道攻擊方法及分析結(jié)果;研究Flush+Reload等軟件側(cè)信道攻擊技術(shù)并給出具體密碼算法攻擊;設(shè)計具有魯棒性的建模方法,提出新型的模板攻擊技術(shù),擴大模板攻擊范圍。

26.基于人工智能技術(shù)的密碼設(shè)計及分析

研究人工智能技術(shù)在側(cè)信道分析中的應(yīng)用,重點研究基于大數(shù)據(jù)的功耗、射頻等側(cè)信息樣本歸集、特征工程、自動化分析模型訓練等;研究利用人工智能方法對因特網(wǎng)中密碼算法及密碼協(xié)議進行嗅探分析的技術(shù),提取更多有效信息;研究人工智能技術(shù)在格基約化算法中的優(yōu)化應(yīng)用,探索人工智能技術(shù)在密碼分析中更多應(yīng)用;探索利用人工智能技術(shù)對密碼組件進行設(shè)計的方法和技術(shù)。

本次開放課題起始時間為2018年5月,面上課題研究周期一般不超過2年,支持經(jīng)費不超過10萬元;重點課題研究周期可根據(jù)研究內(nèi)容確定,一般為2-4年,支持經(jīng)費根據(jù)研究內(nèi)容和預期成果確定,一般為20-40萬元。

申請受理的截止日期為2018年3月26日,申請人須按規(guī)定格式填寫《密碼科學技術(shù)國家重點實驗室開放課題基金申請書》,并加蓋單位公章,紙質(zhì)版一式2份,于截止日期之前(以郵戳或發(fā)件日期為準),郵寄到下面的通訊地址,電子版及附屬材料發(fā)送至以下郵箱。

聯(lián)系人:謝老師

聯(lián)系電話:(010)-82789199 郵箱:[email protected]

通訊地址:北京市5159信箱,密碼科學技術(shù)國家重點實驗室,100878

附件:

密碼科學技術(shù)國家重點實驗室開放課題2018年度申請指南