On the Use of Cellular Automata in Symmetric Cryptography
在这项工作中，基于有限域的伪随机序列发生器已分析从他们的密码学应用的角度来看。事实上，一类非线性序列发生器已被建模的线性元胞自动机。将给定的生成器转换为基于自动机的线性模型的算法非常简单，并且基于基本结构的级联。一旦发生器已被线性化，一个密码分析攻击，利用这种模型的弱点已经开发出来。线性元胞结构很容易模拟序列发生器，并应用于流密码。
2010-05-11 cs.CR cs.DM
The Cosmic Microwave Background Radiation Power Spectrum as a Random Bit Generator for Symmetric and Asymmetric-Key Cryptography
在本文中，宇宙微波背景辐射（CMB）被证明是能够作为一个随机比特发生器，并构成一个有效的无限供应的真正随机的任意长度的一次性垫值。有人进一步指出，CMB功率谱可能符合FIPS 140-2标准。此外，它的适用性生成的（n × n）随机密钥矩阵的Vernam密码。
2015-11-10 cs.CR hep-th
PiouCrypt: Decentralized Lattice-based Method for Visual Symmetric Cryptography
University of Mohaghegh Ardabili（莫哈格赫·阿达比利大学）；Amirkabir University of Technology（阿米尔卡比尔理工大学）
近年来，建立安全的视觉通信已成为安全工程师和研究人员的基本问题之一。然而，只有有限的新的解决方案提供了图像加密，并限制视觉密码术只有有限的方案可能会带来负面影响，特别是与新兴的量子计算系统。本文提出了一种新的建立安全保密可视通信的算法。所提出的方法有一个分层的架构与几个内聚组件，并对应于一个NP-难的问题，尽管它的对称结构。这种两步技术不限于灰度图像，而且，利用晶格结构使得所提出的方法对于后量子时代具有最佳抵抗力，并且从理论维度来看是相对安全的。
2022-04-17 cs.CR cs.CV
GSM Security Using Identity-based Cryptography
目前全球移动通信系统（GSM）的安全模型主要采用对称密钥加密技术。互联网技术的迅速发展促进了使用个人数字助理和手机等资源有限的手持设备进行在线交易、银行业务、下载和电子邮件发送。然而，这些应用需要比当前GSM支持的更多的安全性。因此，使用对称和非对称密钥加密的GSM安全性的仔细设计将使GSM安全性更适合于安全密集型应用。本文提出了一种安全有效的基于身份的GSM安全协议。所提出的协议的显着特点是：（i）认证密钥交换;（ii）通信实体之间的相互认证;和（iii）用户匿名。该协议的安全性分析表明，它可以抵御传统GSM安全中观察到的一些已知威胁。
2009-11-04 cs.CR
Rossler Nonlinear Dynamical Machine for Cryptography Applications
在密码或IP地址加密方案等许多加密应用中，对称加密是有用的。在密码学的这些相对简单的应用中，由于与非对称密码学相关联的计算和实现复杂性，非对称密码学难以证明是合理的。对称方案使用仅在两个通信主机之间已知的单个共享密钥。该共享密钥用于数据的加密和解密。这个密钥必须是小的，除了是一个潜在的大密钥空间的子集，使其方便通信主机，同时使密码分析困难的潜在攻击者。在本工作中，一个抽象的Rossler非线性动力机已被描述第一。Rossler系统表现出一定的系统参数和初始条件的值的混沌动力学。Rossler系统的混沌动力学具有明显的不稳定性和不规则性以及对初始条件的极端敏感性，已被用于密钥的设计，试图增加潜在攻击者的混乱和挑战。
2009-09-22 cs.CR
Pretty Modular Symmetric Encryption (PMSE), compact algorithm for ''embedded cryptography'' with quite low computational cost
如今，物联网系统之间共享的数据存储必须从8位到64位处理器系统进行保护。现有的对称加密算法有AES（Advanced Encryption Standard）、RC4、Blowfish等。本文结合对称加密算法的思想，提出了一种8位加密算法。其目的是提供一种有效的，模块化的和紧凑的算法，能够倾向于真正的随机一次一密的加密质量，即使是大的数据流量。该算法结合了一个发散多项式的实现与可变系数的伪随机密钥生成，可变位交换和逐位操作的数据，并使用一个或两个密码。对加密进行了统计学评估，对图像加密进行了测试，并与同一数据上的一次性密码进行了比较。三个实现已经分别在C，JavaScript和GNU Octave中进行了测试。加密时间性能与AES在8位架构上进行了比较：Arduino Uno（ATmega328）微控制器。一个新的概念，自我解密的Web加密对象，称为Blocksnet也提出和测试的紧凑和嵌入式PMSE算法的潜在应用。
2019-05-17 cs.CR
Invariant-Based Cryptography: Toward a General Framework
本文将四点代数不变量方案推广为通用密码框架，提出基于平移多项式根与对称代数约束函数方程的新对称构造，并证明其安全性可与原振荡模型相比。
2025-05-12 cs.CR
Post Quantum Cryptography: Techniques, Challenges, Standardization, and Directions for Future Research
大型量子计算机的发展将对密码学产生可怕的后果。大多数对称和非对称密码算法都容易受到量子算法的攻击。Grover的搜索算法为AES和3DES等对称方案中的密钥搜索提供了平方根时间提升。RSA、Diffie Hellman和ECC等非对称算法的安全性是基于素数分解和离散对数的数学难度。最好的经典算法需要指数时间。Shor的因式分解算法可以在多项式时间内求解。量子计算的重大突破将使所有目前广泛使用的非对称密码系统变得不安全。本文分析了经典密码系统在量子计算机背景下的脆弱性，讨论了各种后量子密码系统族，讨论了NIST后量子密码学标准化进程的现状，最后给出了该领域未来的几个研究方向。
2022-02-06 cs.CR
Insights Gained after a Decade of Cellular Automata-based Cryptography
本文回顾元胞自动机密码学十年发展，指出其研究多发表于非密码学领域并存在设计视角局限，同时强调两个领域问题相似、术语不同，未来合作空间广阔。
2024-05-05 cs.CR
Quantum-Resistant Cryptography
抗量子密码学是一种密码学，旨在提供即使构建了大规模容错量子计算机也仍然安全的密码功能和协议。NIST即将在其后量子密码学（PQC）标准化中宣布首批选定的公钥密码学算法，该标准化是目前抗量子密码学领域最重要的努力。本报告为尚未深入了解抗量子密码学的安全专家提供了概述。它调查了量子计算机的计算模型;影响密码学的量子算法;正在建造的加密相关量子计算机（CRQC）的风险;在CRQC存在的情况下对称和公钥密码学的安全性; NIST PQC标准化工作;向抗量子公钥密码学的迁移;量子密钥分发作为传统密码学补充的相关性;以及量子随机数发生器作为当前硬件随机数发生器的补充的相关性。
2021-12-01 cs.CR
A Protocol for a Secure Remote Keyless Entry System Applicable in Vehicles using Symmetric-Key Cryptography
在我们的现代社会，舒适已经成为一种标准。这种舒适性，特别是在汽车中，只能通过为汽车配备更多的电子设备来实现。一些电子设备必须彼此协作，因此它们需要通信信道，该通信信道可以是有线的或无线的。在这些日子里，很难出售一辆使用传统钥匙的新车。几乎所有的现代汽车都可以通过遥控无钥匙系统锁定或解锁。遥控无钥匙系统由一个与负责锁定和解锁汽车的汽车收发器进行无线通信的钥匙链组成。然而，无线通信信道存在几个威胁。本文描述了远程无钥匙系统可能遭受的攻击，介绍了一种适用于汽车的远程无钥匙进入系统的安全协议和一种轻量级的对称加密算法。
2016-12-03 cs.CR cs.IT math.IT
Modification of Symmetric Cryptography with Combining Affine Chiper and Caesar Chiper which Dynamic Nature in Matrix of Chiper Transposition by Applying Flow Pattern in the Planting Rice
经典密码学是一种在没有计算机的时候掩盖人们所做的新闻的方法。目的是通过编码的方式保护信息。本文介绍了一种改进的经典算法，使cryptanalis难以窃取未公开的消息。经典的Chiper算法有仿射Chiper、Caesar Chiper和Chiper转置三种。其中对于chiperteks，仿射chiper和凯撒chiper可以像初始密钥一样循环，因为结果可以像密钥值一样变化，那么仿射chiper和凯撒chiper在这种情况下是动态的。然后将仿射和Caesar的结果结合到转置Chiper矩阵中，应用水稻栽培路径模式，最后应用水稻种植路径模式进行Chipertext检索，并对以二进制数字形式表示的数字的最后一位进行置乱，使得5个字符可以变为80位比特。因此，密码分析师将更加困难，需要很长时间才能破解一直保密的信息。
2017-07-11 cs.CR
Dual Layer Textual Message Cryptosystem with Randomized Sequence of Symmetric Key
本文结合视觉密码学和隐写术的概念，提出了一种通过随机对称密钥池和双层密码体制对文本信息进行加密和解密的新概念。将文本消息转换为两个图像幻灯片，并通过两个不同的对称密钥随机序列对图像进行加密。解密以相反的方式进行。加密后的图像由这两个对称密钥解密。解密的图像幻灯片被合并在一起并转换成文本消息。在这里，图像共享是通过视觉密码学的概念完成的，文本消息到图像的转换是通过隐写术的概念完成的。
2013-12-19 cs.CR
Provably-secure symmetric private information retrieval with quantum cryptography
私有信息检索（PIR）是一种提供用户隐私的数据库查询协议，因为用户可以学习他感兴趣的数据库的特定条目，但他的查询将对数据中心隐藏。对称私有信息检索（SPIR）通过额外提供数据库隐私来进一步实现PIR，其中用户无法了解数据库的任何其他条目。具有多个数据库的无条件安全的SPIR解决方案是经典的，但是是不现实的，因为它们需要各方之间的长时间共享密钥以用于安全通信和协议中的共享随机性。在这里，我们建议使用量子密钥分发（QKD），而不是一个实际的实现，它可以实现安全通信和共享的随机性要求。我们证明了量子密钥分配保持了SPIR协议的安全性，并且对任何外部窃听者也是安全的。我们还展示了如何在实际中实现这样的经典量子系统，使用两个数据库的SPIR协议与测量设备无关的QKD产生的密钥的例子。通过密钥速率计算，我们表明，这样的实现是可行的，在城市一级与当前的QKD技术。
2021-01-18 cs.CR cs.IR quant-ph
Code based Cryptography: Classic McEliece
本文讨论基于代码的密码学，旨在描述基于代码的公钥密码系统的完整轮廓。本报告包括基本数学和编码理论的基础，这对研究基于代码的密码学很有用。本文简要介绍了R. J.McEliece在1978年提出的一种新的改进型。1986年的Niederreiter本文讨论了基于码的密码学中的编码理论难题以及信息集解码等经典的攻击方法。成功地实现了对McEliece密码系统的小参数ISD攻击，并在附录中给出了相应的代码。本文阐述了一种基于代数编码理论的密钥封装机制（KEM），即经典McEliece，为两个用户建立对称密钥。
2020-05-29 cs.CR
Benchmark Performance of Homomorphic Polynomial Public Key Cryptography for Key Encapsulation and Digital Signature Schemes
本文对HPPK密钥封装机制和数字签名方案进行了全面基准测试，发现其凭借非对称、对称与同态密码的集成，在密钥生成、封装和验证等操作上展现出卓越效率与紧凑尺寸，是极具竞争力的后量子密码解决方案。
2024-01-10 cs.CR
Three-Pass Protocol Implementation in Vigenere Cipher Classic Cryptography Algorithm with Keystream Generator Modification
Vigenere密码算法是经典的密码算法之一，包含在对称密钥密码算法中，加密和解密过程使用相同的密钥。Vigenere密码的缺点是，如果密钥长度不等于明文的长度，那么密钥将被重复直到等于明文的长度，这当然允许密码分析师进行密码分析的过程。而对称密钥密码算法的弱点在于密钥分发的安全性因素，如果密钥被他人知道，那么密码算法本身的功能就变得毫无用处。基于这两个弱点，本研究对Vigenere密码的密钥进行了修改，使得当密钥长度小于明文输入长度时，密钥将通过一个过程生成，这样下一个密钥字符将不同于前一个密钥字符。在本研究中还应用了三遍协议技术，这种技术使得消息发送方不需要发送密钥，因为每个发送方都使用自己的密钥进行消息的加密和解密过程，所以消息的安全性将更加难以解决。
2017-07-06 cs.CR
algoTRIC: Symmetric and asymmetric encryption algorithms for Cryptography -- A comparative analysis in AI era
本文比较分析了AI时代下对称与非对称加密算法在效率、复杂性和安全性等方面的表现，指出SE算法速度快而AE算法安全性更优，并提出了未来增强网络安全加密技术的研究方向。
2024-12-12 cs.CR
Strong stationary times and its use in cryptography
本文介绍了强平稳时间（SST）技术在密码学领域的适用性。适用性是在三个领域：*）一类新的密码算法（伪随机置换生成器），不运行预定义的步骤数的命题。相反，这些算法根据定义为SST的停止规则停止，可以获得可证明的性质：* 结果是来自均匀分布的完美样本，* 定时攻击免疫（没有关于由此产生的置换的信息通过关于步骤SST算法的数量的信息泄漏 *）我们展示了如何利用基于SST的算法的属性来构建实现（对称加密方案）通过重用对定时攻击不安全的实现而对定时攻击免疫。在对称密钥密码学中，研究人员主要关注常数时间（重）实现。我们的方法走在一个不同的方向，探索输入掩蔽的想法。* ）分析现有密码方案的理想化（数学）模型--即，我们改进了Mironov的结果（（Not So）Random Shuffles of RC 4; Advances in Cryptology --NIPPTO 2002）
2017-09-08 cs.CR math.PR
Current Lightweight Cryptography Protocols in Smart City IoT Networks: A Survey
随着先进技术的出现，物联网引入了大量相互连接的设备并收集大量数据。因此，物联网安全的需求至关重要。密码学正被用来保护网络的身份验证、机密性、数据完整性和访问控制。然而，由于IoT设备的资源约束性质，传统的加密协议可能不适合所有IoT环境。因此，研究人员一直在提出各种轻量级密码算法和协议。在本文中，我们讨论了物联网网络的最新轻量级加密协议，并对现有协议进行了比较分析。在此基础上，本文将现有的轻量级密码算法分为对称和非对称两大类。此外，我们考虑了几个最近开发的分组密码和流密码算法。此外，轻量级密码学的各种研究挑战已经得到解决。
2020-10-02 cs.CR
Study and Development of a Symmetric protocol to secure communications in WSN
无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是由独立的、分布式的传感器组成，用于监测物理或环境条件，如温度、声音、压力等。由于存储器成本、处理和对传感器设备的物理可访问性方面的最小容量，安全攻击是有问题的。他们大多部署在空旷地区，这使他们面临各种攻击。在本文中，我们提出了不同的攻击和无线传感器网络的漏洞的说明。在此基础上，提出了一种新的轻量级的无线传感器网络入侵节点识别算法Leap Enhanced。我们对TOSSIM的评估给出了一个精确而详细的想法，与文献中的其他密码方案相比，需要消耗额外的资源来确保高水平的预期安全性。
2017-01-02 cs.CR
Invariant-Based Cryptography
本文提出一种基于离散振荡函数隐藏参数不变量的对称密码方案，通过结构一致性而非代数求逆实现安全认证与轻量级通信。
2025-05-08 cs.CR
Quantum-Secure Symmetric-Key Cryptography Based on Hidden Shifts
Kaplan等人的最新研究结果，在前一个工作的基础上，Morii和Shakkado已经证明了各种各样的经典安全的公钥密码系统可以被量子选择明文攻击（qCPA）完全破解。在这种攻击中，量子对手有能力查询叠加的加密功能。易受攻击的密码系统包括Even-Mansour分组密码、三轮Feistel网络、加密CBC-MAC等。在这项工作中，我们研究了简单的代数适应这些计划，取代$(\mathbb Z/2)^n$除了在交替有限群的操作-如$\mathbb Z/{2^n}$ -并提供证据表明，这些适应是qCPA安全的。这些修改还保留了原始方案所享有的经典安全属性（和基本结构特征）。我们建立安全的治疗（量子）硬度的充分研究隐藏的移位问题作为一个基本的密码学假设。我们观察到，这个问题在这个密码学背景下有许多吸引人的特征，包括随机自还原，硬度放大，以及-在许多感兴趣的情况下-从“搜索版本”到“决策版本”的还原。“然后，我们建立，在这个假设下，qCPA安全的几个这样的隐藏移位适应的密钥结构。我们发现，一个隐藏的移位版本的偶数曼苏尔块密码产生一个量子安全的伪随机函数，和一个隐藏的移位版本的加密的CBC-MAC产生一个抗碰撞的哈希函数。最后，我们观察到，这种适应挫败了更一般情况下直接基于西蒙算法的攻击，例如，Feistel网络和幻灯片攻击。
2017-03-10 cs.CR quant-ph
Post-Quantum Security of Block Cipher Constructions
QuICS, University of Maryland/NIST（马里兰大学/美国国家标准与技术研究院量子信息与计算科学中心）；Dept. of Computer Science, Virginia Tech（弗吉尼亚理工大学计算机系）；Dept. of Applied Mathematics and Computer Science, Technical University of Denmark（丹麦技术大学应用数学与计算机科学系）；Dept. of Computer Science, University of Maryland（马里兰大学计算机系）
本文探讨了对称密码学中块密文构造的后量子安全性，首次为FX扩展密钥方案、可变块密文LRW和XEX提供了后量子安全证明，为理解实际对称密码学的后量子安全性奠定了基础。
2026-04-14 cs.CR
QPP and HPPK: Unifying Non-Commutativity for Quantum-Secure Cryptography with Galois Permutation Group
本文提出统一框架，结合QPP与HPPK，利用伽罗瓦置换群的非交换性，实现量子安全的对称加密、密钥封装与数字签名，具有紧凑尺寸和高效性能。
2024-02-07 cs.CR quant-ph
An Experimental Study of Cryptography Capability using Chained Key Exchange Scheme for Embedded Devices
在Diffie-Hellman密钥交换（DHKE）诞生38年后，DHKE协议中有许多改进建议，以应对现代安全问题。这个协议似乎很容易实现，但它可能容易受到许多类型的攻击。在这项工作中，我们提出了链式密钥交换方案作为一个案例研究，探索嵌入式微控制器的密码计算能力。我们选择ARM RaspberryPi板作为实验装置的硬件平台。为了使RasberberryPi片上系统（SoC）能够执行加密计算，我们修改了GNU GMP Bignum库，以支持UBOOT固件中的简单原始加密计算。我们的研究的主要目的是确定是否有任何差距之间的密码协议方案（在理论上）和它的工程实现。我们的方案将与普通文件传输协议（TFTP）的应用程序集成在UBOOT固件。我们在TFTP协议中提出的方案将确保秘密和对称密钥的共享（例如，AES 256）。之后，对称加密算法可用于在远程系统更新、修补和升级（例如，固件、内核或应用程序）。
2014-08-30 cs.CR
Security Formalizations and Their Relationships for Encryption and Key Agreement in Information-Theoretic Cryptography
本文回顾了密码学中非常基本的原始密钥加密和密钥协商协议的信息论安全的形式化。一般来说，我们可以通过各种方式形式化信息理论安全：其中一些可以通过扩展（或放松）香农的完美保密性或其他方式（如语义安全）形式化为独立安全;其中一些可以基于组合安全。那么，关于这一点的一个自然问题是：形式化之间的差距是什么？为了回答这个问题，我们调查的几个形式化的信息理论安全的密钥加密和密钥协商协议之间的关系。具体而言，对于在一般设置，包括存在解密错误的情况下的密钥加密协议，我们处理以下形式化的安全性：形式化扩展（或放松）从香农的完美保密使用互信息和统计距离;信息理论的类似物的不可否认性和语义安全的Goldwasser和Micali;和组合安全的Maurer等。然后，我们显式地证明了这些形式化之间的等价性和不等价性。在该模型下，我们还推导出了对手的（或对手的）优势的下界和所有上述形式化下所需的密钥的大小。虽然其中一些可能是已知的，但我们可以通过形式化之间的关系一次显式地导出它们。此外，我们简要地观察不可能的结果，很容易遵循的下限。在一般情况下，包括协议中存在一致性错误的情况下，对密钥协商协议也得到了类似的结果。
2014-10-05 cs.CR cs.IT math.IT
Generation of Biometric key for use in DES
密码学是数据加密领域中的一个重要领域。有不同的加密技术，从最简单的到复杂的。数据加密标准算法是复杂对称密钥加密技术之一。本文探讨了一种独特的方法来生成密钥的指纹。生成的密钥用作DES算法的输入密钥
2013-02-26 cs.CR
Evolutionary Approach to S-box Generation: Optimizing Nonlinear Substitutions in Symmetric Ciphers
eCampus University（伊坎普斯大学）；V. N. Karazin Kharkiv National University（哈尔科夫国立大学）；University of Macerata（马切拉塔大学）；Central Ukrainian National Technical University（乌克兰中部国立技术大学）
本文提出利用遗传算法与Walsh-Hadamard谱成本函数生成非线性S-box，实现8x8非线性度为104的S-box，性能与现有最佳方法相当，迭代次数减少多个数量级。
2024-07-03 cs.CR
Symmetric Cryptography via Dirichlet Convolution
University of Saskatchewan（萨斯喀彻温大学）
本文提出一种基于有限域广义狄利克雷卷积的新型对称密钥密码，其实现高效且可抵御多类攻击，在$p>2$的有限域上可实现密钥重用下的信息论安全，在$\boldsymbol{F}_2$上则存在有限密钥重用预算。
2026-10-14 cs.CR cs.IT math.IT
Securing Cryptography in the Age of Quantum Computing and AI: Threats, Implementations, and Strategic Response
Decentralized Science Lab, College of Computing and Software Engineering, Kennesaw State University（肯尼索州立大学计算与软件工程学院去中心化科学实验室）
本文探讨了量子计算和人工智能对密码学的威胁，分析了后量子算法、实现加固和密码学敏捷性等防御措施，强调密码安全需持续更新以应对不断变化的威胁。
2026-03-07 cs.CR
Quantum Learning Algorithms and Post-Quantum Cryptography
量子算法在计算学习理论的背景下已经证明了比经典算法有希望的加速-尽管存在噪声。在这项工作中，我们概述了最近的量子加速，重新审视Bernstein-Vazirani算法在任意循环群上的新学习问题扩展，并讨论了在密码学中的应用，例如错误学习问题。我们转向后量子密码学和研究攻击中，对手是量子访问一个经典的加密方案。特别是，我们认为新的概念下的非自适应量子选择密文攻击的安全性，并提出基于量子安全的伪随机函数，满足我们的定义的密钥加密方案。为了证明安全性，我们引入了新的重新标记技术，并表明，在一个具有任意咨询状态的Oracle模型中，没有量子算法进行叠加查询可以可靠地区分在域的一个小子集上随机重新标记的函数类。最后，我们讨论了当前量子计算技术的进展，特别是侧重于量子算法的离子阱架构上的实现，并阐明了计算学习理论中采用的常见噪声模型的相关性和有效性。
2018-06-17 cs.CR quant-ph
A Secured Protocol for IoT Networks
过去的研究人员已经表明，对称密钥加密通常被认为是不可行的，并且公钥密码学有时无法为数据提供足够的安全性和完整性。与这种偏见相反，我们的论文提出了一种新的方法，建立安全的数据，通过加密技术，如RSA，更重要的是，它确定了一个随机路径路由消息从源到目的地，并确保数据包安全地传递，即使当中间结点被攻击，通过确定源和目的地之间的替代路径。
2020-12-22 cs.CR
Cryptography and Key Management Schemes for Wireless Sensor Networks
本文针对无线传感器网络中资源受限环境下的密钥管理难题，全面调查了多种经典的密码机制与密钥管理方案。
2023-07-03 cs.CR
Quantum computing cryptography: Finding cryptographic Boolean functions with quantum annealing by a 2000 qubit D-wave quantum computer
布尔函数作为对称密码学的基石，设计满足多个性质的布尔函数是序列密码、分组密码和哈希函数中的一个重要问题。然而，由于空间的超指数大小$\mathcal{O}(2^{2^n})$，搜索满足全局密码约束的$n$变量布尔函数在计算上是困难的。在这里，我们介绍了一个编码的密码相关的约束在基态的伊辛哈密顿，使我们能够自然地编码在量子退火，这似乎提供了一个量子加速。此外，我们基准测试小$n$的情况下，在D波机，显示其能力的设计弯曲功能，最相关的一组密码布尔函数。我们已经用局部搜索和链修复来补充它，以提高与低连接性相关的D-Wave量子退火机性能。这项工作展示了如何将超指数密码学问题编码到量子退火器中，并为通过充分设计的芯片实现量子霸权铺平了道路。
2020-02-18 cond-mat.mes-hall cs.CR cs.ET
Computational Differential Privacy from Lattice-based Cryptography
新兴的大规模数据分析技术对敏感用户数据的安全性和隐私性提出了新的挑战。在这项工作中，我们调查的时间序列数据的分布和半诚实设置的私人统计分析的问题。特别是，我们研究了私有流聚合（PSA）的一些属性，该属性由Shi et al. 2017首次引入。这是一种计算安全的协议，用于在分布式网络中收集和聚合数据，并且具有非常小的通信成本。在非自适应查询模型中，安全的PSA方案可以建立在任何密钥同态弱伪随机函数上，如Valovich 2017所示，在标准模型中产生安全保证，这与Shi et.我们表明，每一个机制，保持$(ε,δ)$-差分隐私在效果上保持计算$(ε,δ)$-差分隐私时，它是通过一个安全的PSA计划执行。此外，我们引入了一种新的扰动机制的基础上的对称的Strilam分布，是适合于保持差分隐私在分布式设置，并发现其性能的隐私和准确性方面是可比的那些以前的解决方案。另一方面，我们利用其特定的属性来构建一个计算效率高的前瞻性后量子协议，用于分布式模型中的差分私有时间序列数据分析。该协议的安全性是基于决策学习错误（DLWE）问题的一个新变种的硬度。在该变型中，误差取自对称的斯特拉姆分布。我们表明，这种新的变体是硬的标准学习与错误（LWE）的问题，其中的错误是从离散高斯分布的硬度的基础上。因此，我们提供了一个变种的LWE问题，这是很难的。
2017-12-01 cs.CR
An LLM Framework For Cryptography Over Chat Channels
Norwegian University of Science and Technology（挪威科技大学）；University of Oslo（奥斯陆大学）
针对传统加密在监控环境中易被检测和限制的问题，提出一种与LLM及量子状态无关的密码嵌入框架，通过类人文本在公共聊天渠道实现隐蔽加密通信，提供可行替代方案。
2025-04-11 cs.AI cs.CR
Symmetric Algorithm Survey: A Comparative Analysis
随着互联网商业和通信技术的普及和渗透，信息安全已成为当今世界的一个重要问题，成为应对安全威胁的潜在媒介。为了克服这些安全威胁，现代数据通信使用密码学，通过实现安全参数计数保密性、认证、责任和准确性，密码学是安全传输信息的有效、高效和必要的组成部分。为了实现数据安全性，使用不同的加密算法（对称和非对称），将数据混合成潦草的格式，只能由需要密钥的用户进行逆转。本文提出了一个全面的比较分析不同现有的密码算法（对称）的基础上，他们的架构，可扩展性，灵活性，可靠性，安全性和限制是必不可少的安全通信（有线或无线）。
2014-05-02 cs.CR
A Quantum of QUIC: Dissecting Cryptography with Post-Quantum Insights
本文评估密码学对QUIC性能的影响，通过NOOP AEAD隔离开销，并集成Kyber等后量子算法验证其在QUIC中部署的可行性。
2024-05-15 cs.CR cs.NI
Security Algorithms for Cloud Computing Environment
在对称密钥加密中，发送方和接收方都拥有一个公共密钥。非对称密钥加密涉及生成两个不同的密钥，这两个密钥分别用于加密和解密。发送者使用公钥将原始消息转换为密码文本，而接收者可以使用他的私钥对其进行解密。这也称为公钥密码学。对于每个公钥，只能存在一个私钥来解密加密的文本。RSA算法的安全性可能会受到数学攻击，通过猜测大数的因子。如果有人能猜到私钥，也可能会受到损害。针对数学攻击，本文提出了一种安全算法.在该算法中，我们试图消除n的分布，这是一个很大的数字，如果发现其因子会危及RSA算法。我们还提出了一个与RSA算法的算法进行了比较分析。
2016-03-23 cs.CR
Multi-Layered Security System: Integrating Quantum Key Distribution with Classical Cryptography to Enhance Steganographic Security
本文提出一种将E91量子密钥分发、SHA散列与AES对称加密及图像隐写相结合的多层安全系统，实验证明其能有效抵御量子和经典攻击并提升数据传输安全性。
2024-08-13 cs.CR quant-ph
A Hybrid DOS-Tolerant PKC-Based Key Management System for WSNs
安全性是无线传感器网络中的一项重要任务，因此人们提出了不同的密钥管理系统，其中许多是基于对称密码学的。这样的系统是非常节能的，但是它们缺乏一些其他期望的特性。另一方面，基于公钥密码学的系统具有这些期望的特性，但是它们消耗更多的能量。近年来，在基站认证消息的基础上，提出了一种新的基于PKC的密钥协商协议。我们表明，这种方法是容易受到一种形式的拒绝服务攻击，网络的资源可以耗尽与伪造的消息。然后，我们提出了两种不同的改进来解决这个漏洞。仿真结果表明，这些新的协议保留了基本方法的理想特性，解决了其不足。
2017-01-19 cs.CR
Efficient and Dynamic Group Key Agreement in Ad hoc Networks
与有线固定网络相比，Ad hoc网络中的机密性、完整性和认证是更相关的问题。解决这些问题的一种方法是使用对称密钥加密，它依赖于网络所有成员共享的秘密密钥。但是建立和维护这样一个密钥（也称为会话密钥）是一个重要的问题。我们表明，组密钥协商（GKA）协议是适合建立和维护这样的会话密钥在这些动态网络。我们采取现有的GKA协议，这是强大的连接损失，并讨论了所有的问题，该协议在Ad hoc网络中的良好运作。我们给出了实现细节和网络参数，这大大减少了在这样的网络中使用公钥密码学的计算负担。
2006-11-06 cs.CR
Enhancing Transportation Cyber-Physical Systems Security: A Shift to Post-Quantum Cryptography
本文分析交通信息物理系统在量子攻击下的密码脆弱性，评估NIST标准化抗量子密码方案（如CRYSTALS-Kyber）的适用性与性能，指出其在安全关键无线场景中的延迟挑战，并提出轻量级与混合PQC方案作为未来方向。
2024-11-20 cs.CR
Breaking Symmetric Cryptosystems using Quantum Period Finding
由于Shor的算法，量子计算机对公钥密码术构成了严重威胁。这促使加密社区寻找量子安全的解决方案。另一方面，量子计算对密钥加密的影响却鲜为人知。在本文中，我们考虑攻击对手可以查询一个预言机实现一个加密原语在量子叠加的不同状态。这个模型给了很多的权力，对手，但最近的结果表明，它仍然是可能的，以建立安全的密码系统在it. We研究应用的量子程序称为西蒙的算法（最简单的量子周期发现算法），以攻击对称密码系统在这个模型中。按照以前的工作在这个方向上，我们表明，几个经典的攻击的基础上找到碰撞可以大大加快使用西蒙的算法：找到一个碰撞需要$Ω(2^{n/2})$查询在经典的设置，但当碰撞发生一些隐藏的周期性，它们可以找到只有$O(n)$查询的量子模型。我们得到的攻击具有非常强的含义。首先，我们证明了最广泛使用的认证和认证加密操作模式（例如CBC-MAC，PMAC，GMAC，GCM和OCB）在这个安全模型中完全被破坏。我们的攻击也适用于许多CAESAR候选者：CLOC，AEZ，COPA，OTR，POET，OMD和Minerator。与加密模式的情况相比，这是相当令人惊讶的：Anand等人表明，标准模式在量子安全的PRF下是安全的。其次，我们表明，西蒙的算法也可以应用到幻灯片攻击，导致一个经典的对称密码分析技术在量子模型的指数加速。
2016-06-08 cs.CR quant-ph
A Cryptosystem Based on Hilbert Matrix using Cipher Block Chaining Mode
密码学是一门利用数学对数据进行加密和解密的科学。加密技术使您能够存储敏感信息或通过不安全的网络传输信息，以便除预期收件人外的任何人都无法读取信息。密码学是保护数据的科学，而密码分析是分析和破坏安全通信的科学。经典密码分析涉及分析推理、数学工具的应用和模式发现的有趣组合。所提出的工作的目标是提出一种新的加密方法的基础上的特殊矩阵称为希尔伯特矩阵的认证和保密性，并提出一个模型的保密性和认证使用的对称和公共密码系统的组合。此外，它被扩展到共享密钥密码系统的概念，使用会话密钥的数字封装。在目前的工作中，共享密钥加密算法的发展，使用希尔伯特矩阵密码系统。在这方面，块链接操作模式已被用于解决混淆和扩散的问题。
2011-10-07 cs.CR cs.NI
On the Applicability of Combinatorial Designs to Key Predistribution for Wireless Sensor Networks
诸如无线传感器网络之类的轻量级分布式计算环境的约束使其自身适合于使用对称密码术来提供安全服务。在部署这种网络之后缺乏中央基础设施，需要将必要的对称密钥预先分发给参与节点。组合设计的丰富的数学结构，导致在无线传感器网络的设计的基础上提出了几个关键的预分配方案。我们审查和研究适当的组合设计作为一种工具，建立适合这种环境的关键预分配方案。
2009-02-03 cs.CR cs.DM
Using Linear Difference Equations to Model Nonlinear Cryptographic Sequences
本文提出了一类新的基于元胞自动机的线性序列生成器，并对几种在对称密码学中具有实际应用的非线性密钥流生成器进行了建模。将输出序列表示为线性差分方程的解，分析了输出序列的周期、线性复杂度和不同输出序列个数等基本性质。
2010-06-05 cs.CR
Quantum-Safe Code Auditing: LLM-Assisted Static Analysis and Quantum-Aware Risk Scoring for Post-Quantum Cryptography Migration
本文提出量子安全代码审计工具，结合正则表达式检测量子脆弱算法、LLM辅助上下文丰富及VQE模型风险评分，评估五个开源库发现5775项问题，实现高精度和召回率。
2026-04-01 cs.CR cs.SE quant-ph
Using Simon's Algorithm to Attack Symmetric-Key Cryptographic Primitives
我们提出了量子信息和经典密码学领域之间的新联系。特别是，我们提供的例子中，西蒙的算法可以用来显示常用的加密密钥原语的不安全性。具体来说，这些示例包括3轮Feistel网络的量子加密和CBC-MAC上的伪造攻击，该伪造攻击为仅查询其他消息（相同长度）的选择前缀消息伪造标签。我们假设一个对手有量子预言机访问各自的经典原语。Kaplan等人最近在独立工作中也取得了类似的结果。我们的研究结果为密码方案的后量子安全性提供了新的思路，并强调需要根据量子攻击者重新审视密码结构的经典安全性证明。
2017-01-31 cs.CR quant-ph
A Hybrid Encryption Framework Combining Classical, Post-Quantum, and QKD Methods
本文提出一种结合经典密码、后量子密码与QKD的混合加密框架，利用密钥派生函数生成对称与HMAC密钥，并评估性能，为密码系统提供实用过渡路径。
2025-09-09 cs.CR quant-ph
The Landscape of Computing Symmetric $n$-Variable Functions with $2n$ Cards
本文研究基于卡片的密码学中恰好使用2n张卡片计算n变量对称布尔函数的最优协议，通过NPN等价类划分问题，总结现有协议并解决n=4至7的开放问题，还提出了计算kMod3函数的新协议。
2023-09-15 cs.CR
Composable Security of Distributed Symmetric Key Establishment Protocol
本文在Maurer构造密码学框架中证明了DSKE协议的可组合安全性，该协议在无距离限制的网络中具备高度可扩展性，是抵御量子计算机威胁的量子安全密码学解决方案。
2024-07-29 cs.CR quant-ph
An Information-Theoretic Proof of the Streaming Switching Lemma for Symmetric Encryption
在密码学的一个基本范例的启发下，我们考虑了一个最近的变种的经典问题的边界之间的区别优势的随机函数和随机排列。具体来说，我们考虑的问题，决定是否一个序列的$q$值进行了采样均匀或不替换从$[N]$，其中的决定是由一个流算法限制使用最多$s$位的内部存储器。在这项工作中，这样的算法的显着优势是衡量的KL分歧之间的分布，其输出下诱导的两种情况下。我们表明，对于任何$s=Ω(\log N)$的区别优势是上限由$O(q \cdot s / N)$，甚至由$O(q \cdot s / N \log N)$时，$q \leq N^{1 - ε}$为任何常数$ε> 0$，它是近紧相对于KL分歧。
2020-04-21 cs.CR cs.IT math.IT
