Nonlinearity Attack against the Kirchhoff-Law-Johnson-Noise (KLJN) Secure Key Exchange Protocol
本文提出了一种新的对Kirchhoff定律-Johnson-Noise（KLJN）安全密钥交换方案的攻击。攻击是基于噪声发生器的非线性。我们探讨了二阶（D2）、三阶（D3）以及二阶和三阶的组合（D2，3）的总失真（TD）对KLJN方案安全性的影响。它表明，只要1%的结果在一个显着的功率流沿信息通道，这导致了显着的信息泄漏。我们还表明，降低有效温度（即线电压），并以这种方式减少非线性，结果在KLJN计划接近完美的安全性。
2021-08-20 cs.CR
Secure Exchange of Digital Goods in a Decentralized Data Marketplace
我们正在解决仅使用加密协议和公共区块链来保证诚实交易的真实私人信息交易问题。在这个项目中，我们考虑三种类型的代理-买家，卖家和公证人-在一个分散的隐私保护数据市场（dPDM），如Wibson数据市场进行交互。该框架为个人提供了基础设施和经济激励，以在保护个人隐私的同时安全地出售个人信息。在这里，我们提供了一个有效的加密原语的数据在dPDM中的安全交换，这发生在一个原子操作，其中数据买方获得访问数据和数据卖方同时获得报酬。
2019-07-29 cs.CR cs.CY
Random Number Generator Attack against the Kirchhoff-Law-Johnson-Noise Secure Key Exchange Protocol
本文介绍并证明了两种针对Kirchhoff定律-Johnson-Noise（KLJN）安全密钥交换方案的新攻击。这些攻击基于安全性受损的随机数生成器。首先，我们探讨的情况下，夏娃都知道爱丽丝和鲍勃的随机数发生器的种子。我们表明，在这种情况下，夏娃可以破解的安全密钥位内的一小部分的位交换周期，即使她的电流和电压测量只有一个单一的位的分辨率。在第二次攻击中，我们探讨了夏娃只知道爱丽丝的随机数生成器的种子的情况。我们表明，在这种情况下，夏娃仍然可以破解的安全密钥位，但她需要使用整个位交换期间的攻击。KLJN密钥交换方案的安全性与其他协议类似，需要随机数生成器输出对于Eve是真正随机的。
2020-05-21 cs.CR cs.SY eess.SY
Time synchronization protocol for the KLJN secure key exchange scheme
信息理论上安全的基尔霍夫定律约翰逊噪声（KLJN）密钥交换方案，类似于量子密钥分配（QKD），也可能容易受到时钟攻击，其中Eve接管了信道中时钟同步的控制。本文介绍了一种适用于Alice和Bob的时间同步协议，该协议能够抵抗任意时间延迟攻击，包括对称和非对称攻击。我们提出并探讨了KLJN系统的时钟同步的各种方式，并提出了一个最终的协议，保持时间和硬件的完整性下任意攻击。
2022-07-14 cs.CR quant-ph
Statistical Random Number Generator Attack against the Kirchhoff-Law-Johnson-Noise (KLJN) Secure Key Exchange Protocol
本文介绍并论证了四种新的针对Kirchhoff定律-Johnson-Noise（KLJN）安全密钥交换方案的统计攻击。这些攻击利用Alice/Bob站点上的受损随机数生成器。研究了Alice/Bob和Eve的探测噪声之间的偏相关性，即Eve对Alice和Bob的探测噪声的知识是有限的，但不是零。我们探讨双边的情况下，夏娃有部分知识的爱丽丝和鲍勃的随机数发电机。结果表明，在这种情况下，夏娃可以破解的安全密钥位，她的探测噪声和测量的电压噪声在电线之间的最高互相关。她还可以通过在她的噪声电压和她对Alice/Bob的噪声电压的评估之间取得最高的互相关来破解安全密钥位。然后，我们探讨单方面的情况下，夏娃只有爱丽丝的随机数发生器，因此只有这些噪音（爱丽丝和夏娃）的部分知识。在这种情况下，Eve仍然可以破解安全密钥位，但对于足够低的错误概率，她需要使用整个位交换周期进行攻击。KLJN密钥交换方案的安全性与其他协议类似，需要随机数生成器输出对于Eve是真正随机的。
2021-10-06 cs.CR
AC Loop Current Attacks Against The KLJN Secure Key Exchange Scheme
提出了一种新的对Kirchhoff-Law-Johnson-Noise（KLJN）安全密钥交换方案的攻击。该攻击利用Alice或Bob端的寄生（周期性）AC电压源。由于交流接地回路和电磁干扰（EMI），存在这种情况。在低频情况下，该过程是以前基于DC接地回路的攻击的一般形式。在高频情况下，利用线电压的功率谱。在低频率和高频率情况下都证明了攻击。针对攻击的防御协议也进行了讨论。
2020-05-22 cs.CR eess.SP
Airtnt: Fair Exchange Payment for Outsourced Secure Enclave Computations
我们提出了Airtnt，一种新的方案，使用户与CPU，支持可信执行环境（TEE）和远程认证出租计算时间的安全飞地不受信任的用户。Airtnt利用分布式账本上的TEE和智能合约的证明功能来保证支付和执行结果的公平交换。Airtnt利用链下支付渠道，允许请求者向执行节点支付执行状态的中间“快照”。实际上，这种逐步的“计算-支付”循环实现了不可信的现收现付的微支付。无论是请求者还是执行节点都不能走开并给另一方带来金钱损失。这还允许请求者在原始执行节点变得不可用或脱机时继续在其他执行节点上执行。
2018-05-16 cs.CR
Deterministic Random Number Generator Attack against the Kirchhoff-Law-Johnson-Noise Secure Key Exchange Protocol
本文证明了Kirchhoff定律约翰逊噪声（KLJN）安全密钥交换机的脆弱性，以妥协的随机数发生器（S），即使这些随机数是用来产生的噪声模仿爱丽丝和鲍勃的电阻的约翰逊噪声。所示的攻击是确定性的，因为Eve对Alice和/或Bob的随机数的了解基本上是确定性的。此外，除了极少发生的可忽略不计的随机等待时间和验证时间之外，不需要进行统计评价。我们探讨两种情况。在第一种情况下，夏娃知道爱丽丝和鲍勃的随机噪声。我们表明，在这种情况下，夏娃可以快速破解的安全密钥位使用欧姆定律。在另一种情况下，夏娃只知道鲍勃的随机噪音。然后Eve首先可以通过使用欧姆定律来学习Bob的电阻值。因此，她将具有与Bob相同的知识，因此在比特交换时段结束时，她将知道Alice的比特。
2020-12-08 cs.CR
A Static-Loop-Current Attack against the KLJN Secure Key Exchange System
提出了一种针对Kirchhoff定律-Johnson-Noise（KLJN）密钥分发系统的新的攻击方法。该攻击是基于利用寄生直流电压源的环路。在实际系统中，由于接地回路和/或电磁干扰（EMI），在低频限制下经常存在相关情况，特别是当通信距离较远时。令人惊讶的是，通常的基于电流/电压比较的防御方法暴露了主动攻击或寄生特征（例如允许信息泄漏的导线电阻），但在这里不起作用。攻击被成功证明。提出了针对它的防御方法。
2018-10-03 cs.CR
Analysis and improvement of a strongly secure certificateless key exchange protocol without pairing
最近，Yang和Tan提出了一个无配对的无证书密钥交换协议，并声称他们的方案满足前向保密性，这意味着除非通信双方的全部用户密钥（包括私钥和临时秘密密钥）被泄露，否则任何对手都无法获得已经建立的会话密钥。然而，在本文中，我们指出，他们的协议实际上是不安全的，因为提出了一个攻击发起的对手谁已经学会了私钥的一方和短暂的秘密密钥的其他，但不是完整的用户密钥的双方。此外，为了弥补这一缺陷，本文还提出了一种改进的协议，该协议将私钥和临时秘密密钥紧密结合在一起生成会话密钥，从而有效地抵抗了上述攻击。
2011-12-03 cs.CR
Secure Encryption scheme with key exchange for Two server Architecture
在分布式环境中，身份验证和密钥交换机制起着重要作用。一般来说，为了进行身份验证，客户端和服务器相互交换公共密钥。在以前，密码存储在单个服务器上。如果入侵者通过使用一些恶意攻击获得对服务器的访问权限，那么存储在数据库中的所有密码都将被泄露。电子商务应用的安全性受到威胁。为了提高认证方案的效率和性能，我们引入了多个服务器来存储密码，并参与密钥交换和认证方案。即使单个服务器受到威胁，这也能确保整个系统的安全。随机生成的nonce对应于两级安全机制，其中攻击者伪装成合法用户并登录系统的范围被完全限制。在此方法中，密码存储在其等效的哈希值中，并存储在多个服务器上。这使得攻击者很难进行逆向工程和拦截，甚至从哈希值的片段中确定密码。在本文中，我们建立了一个安全的基于密码的认证方案，使用密钥交换。
2017-11-29 cs.CR
Current Injection Attack against the KLJN Secure Key Exchange
基尔霍夫-约翰逊-噪声（Kirchhoff-law-Johnson-noise，KLJN）方案是一种基于经典统计物理定律的统计/物理安全密钥交换系统，提供无条件的安全性。我们使用LTSPICE工业电缆和电路模拟器来模拟一个主要的主动（侵入式）攻击，电流注入攻击，对理想和实际的KLJN系统，分别。我们表明，两个安全增强技术，即瞬时电压/电流比较方法，和一个简单的隐私放大方案，独立有效地消除信息泄漏，并成功地保持系统的无条件安全。
2016-04-01 cs.CR cs.ET physics.class-ph
Current and voltage based bit errors and their combined mitigation for the Kirchhoff-law-Johnson-noise secure key exchange
本文对基尔霍夫-约翰逊-噪声（KLJN）密钥分配的当前测量模式下的比特错误进行了分类和分析。误差概率随比特交换周期和固定带宽的增加呈指数衰减，这与电压测量模式中的误差概率衰减类似。我们还分析了电压和电流模式的组合，以消除误差。在这种组合方法中，错误概率仍然是一个指数函数，随着比特交换周期的持续时间衰减，但它具有优越的保真度比以前的方案。
2014-02-13 cs.CR cs.ET
Dynamic Session Key Exchange Method using Two S-Boxes
本文提出了修改的Diffie-Hellman（DH）密钥交换方法。所提出的修改提供了比其他密钥交换方法更好的安全性。我们将提出一个动态的安全，同时实现所有三个功能，高效率，然后给出安全性分析。提出了一种安全、动态的密钥交换方法。签名、加密和密钥交换是密码学中最重要和最基本的工具。在大多数情况下，它们都需要提供不同的安全功能。另一方面，对密钥交换的有效组合也提出了一些建议。本文提出了一种动态、可靠、安全的会话密钥交换方法。此外，所提出的修改方法可以实现更好的性能效率。
2012-01-26 cs.CR
Duality on the Thermodynamics of the Kirchhoff-Law-Johnson-Noise (KLJN) Secure Key Exchange Scheme
本研究提出在VMG-KLJN安全密钥交换方案中于零电压交叉点采样电流的对偶方法，成功检测到非平衡系统中的信息泄露，证实了热平衡对实现无条件安全的必要性。
2025-06-02 cs.CR
Physical uncloneable function hardware keys utilizing Kirchhoff-law-Johnson-noise secure key exchange and noise-based logic
弱物理不可克隆功能（WPUF）加密密钥意味着硬件制造商可以克隆密钥，但其他任何人都无法做到这一点。强物理不可克隆功能（SPUF）加密密钥意味着即使是硬件制造商也无法克隆密钥。在本文中，首先我们引入了一个具有内在动态随机性的“超”强PUF，它不仅不可克隆，而且在每次使用过程中通过无条件安全的密钥交换更新为独立的密钥（具有新的随机性）。该解决方案利用基尔霍夫定律约翰逊噪声（KLJN）的方法进行动态密钥更新和一个一次性密码本的安全密钥的挑战/响应过程。安全密钥存储在芯片上的闪存中，以提供防篡改和非易失性存储器，在待机模式下具有零功率要求。显示了简化的PUF密钥：在第一次运行期间使用KLJN协议的强PUF，以及在其剩余寿命期间或直到其被重新初始化为止，用于质询/响应的基于噪声的逻辑（NBL）超空间向量串验证方法。最后，最简单的PUF使用NBL而不使用KLJN，因此它可以由制造商克隆，而不是由其他任何人克隆。
2013-07-26 cs.CR
Wibson Protocol for Secure Data Exchange and Batch Payments
Wibson是一个基于区块链的去中心化数据市场，为个人提供了一种在可信环境中安全和匿名出售信息的方式。Wibson代币和区块链智能合约的结合，希望允许数据卖家和数据买家直接进行交易，同时为个人提供保持匿名的能力。Wibson市场将为个人提供基础设施和经济激励，以安全地出售个人信息，而不牺牲个人隐私。数据购买者从自愿和积极参与的个人那里接收信息，并了解个人信息应该是准确和最新的。我们在这里介绍了两个不同的组件，它们共同努力实现一个高效的去中心化市场。第一种是称为数据交换的智能合约，它存储不同买家打开的数据订单的引用，以向市场表明他们有兴趣购买某些类型的数据，并提供安全的机制来执行交易。第二种用于处理从买家到卖家和中介的付款，称为批量付款。
2020-01-31 cs.CR cs.CY
LSEG: A Lightweight and Secure Key Exchange Protocol for Smart Grid Communication
针对智能电网中资源受限设备的安全通信需求，提出轻量级密钥交换协议LSEG，利用Ed25519与Curve25519的双有理映射实现统一密钥对，实验验证其低开销与强安全性，适用于智能电网部署。
2025-11-10 cs.CR
DEXO: A Secure and Fair Exchange Mechanism for Decentralized IoT Data Markets
DEXO提出了一种去中心化的数据交换机制，通过硬件-密码学协同设计，实现数据保密性、来源可验证性和交易公平性，提升区块链效率。
2025-11-23 cs.CR
Secure Channel for Molecular Communications
纳米网络中的分子通信是一种新兴的通信范式，它使用分子作为信息载体。实现安全的信息交换是需要考虑的实际挑战之一，以解决纳米网络中分子通信的潜力。本文将安全信道引入到分子通信中来防止窃听。首先，我们提出了一种基于Diffie Hellman算法的方法，通过该方法，通信纳米机器可以通过分子信号交换秘密密钥。然后，我们使用这个秘密密钥来执行加密。此外，我们还提出了秘密密钥交换算法和安全的分子通信系统。建议的安全系统被发现有效的能源消耗。
2017-09-14 cs.CR cs.ET cs.IT
Analysis of an attenuator artifact in an experimental attack by Gunn-Allison-Abbott against the Kirchhoff-law-Johnson-noise (KLJN) secure key exchange system
Gunn-Allison-Abbott（GAA）最近的一篇论文[L. J. Gunn等人，Scientific Reports 4（2014）6461]认为基尔霍夫定律-约翰逊噪声（KLJN）安全密钥交换系统可能经历严重的信息泄漏。在这里，我们反驳他们的结果，并证明GAA的论点随之而来的一个严重的设计缺陷，在他们的系统。具体地，衰减器将单个基尔霍夫环路分成两个耦合环路，这是不正确的操作，因为单个环路对于KLJN系统中的安全性是必不可少的，因此GAA声称的信息泄漏是微不足道的。另一个后果是，一个完全防御的KLJN系统将无法正常工作，因为它内置了针对主动（入侵）攻击的电流比较防御。在本文中，我们破解GAA的计划通过一个基本的电流比较攻击，产生可以忽略不计的错误概率夏娃，即使没有平均的相关时间的噪声。
2014-11-04 cs.CR
Enhanced secure key exchange systems based on the Johnson-noise scheme
本文介绍了Kirchhoff-Law-Johnson-（like）-Noise（KLJN）经典物理安全密钥交换方案的七个新版本和一个新的具有实际完美安全性的瞬态协议。虽然这些实际改进为非理想条件提供了逐步增强的安全性和/或速度，但提供安全性的基本物理定律保持不变。在“智能”KLJN（iKLJN）方案中，Alice和Bob利用了这样一个事实，即他们不仅确切地知道自己的电阻值，而且还知道他们自己的噪声的随机时间函数，这是他们在将其馈送到环路之前产生的。在“多”KLJN（MKLJN）系统中，Alice和Bob具有公开已知的不同电阻器的相同集合，其具有关于其组合的位解释的适当的、公开已知的真值表。在“密钥化”KKLJN（KKLJN）系统中，通过使用与先前共享的密钥的安全通信，Alice和Bob共享适当的时间相关的真值表，用于在生成下一个密钥期间的每个安全比特交换步骤的电阻器情况的比特解释。其余四个KLJN方案是上述协议的组合，以协同增强安全属性。这些是：“智能多重”（iMKLJN）、“智能键控”（iKKLJN）、“键控多重”（KMKLJN）和“智能键控多重”（iKMKLJN）KLJN密钥交换系统。最后，我们介绍了一个新的瞬态协议，提供实际完美的安全性，没有隐私放大，这是不需要在实际应用中，但它是为了正在进行的讨论。
2013-04-12 cs.CR cs.ET
SPIKE: Secure and Private Investigation of the Kidney Exchange problem
背景：肾脏交换问题（KEP）解决了需要替代器官的患者与相容的活体供体的匹配问题。理想情况下，许多医疗机构应该参与匹配计划，以增加成功匹配的机会。然而，为了满足法律要求，当前系统使用复杂的基于策略的数据保护机制，其有效地排除了较小的医疗设施的参与。采用安全多方计算（MPC）技术提供了一种技术方法来满足对高度敏感的个人健康信息的数据保护要求，同时减少监管负担。结果如下：我们已经设计，实现，并基准SPIKE，一个安全的基于MPC的隐私保护KEP计算的解决方案，找到匹配的捐助者-接受者对图结构。SPIKE在不到4分钟的时间内匹配了40对长度为2的循环，在运行时的性能比以前的最先进协议高出400倍，同时提供了医学上更强大的解决方案。结论：我们展示了如何解决KEP在一个强大的和隐私保护的方式实现实际的性能。MPC技术的使用在技术层面上满足了许多数据保护要求，允许较小的医疗保健提供者直接参与肾脏交换，减少了法律程序。
2022-04-21 cs.CR q-bio.QM
TRUCE: TRUsted Compliance Enforcement Service for Secure Health Data Exchange
TRUCE框架通过自动化合规流程和增强可信数据管理，旨在安全高效地处理健康数据交换中的合规问题。
2025-12-09 cs.CR
Sounds Good? Fast and Secure Contact Exchange in Groups
本文提出安全联系人交换协议 PairSonic，通过声学带外信道自动完成验证，在 N=45 的实验室研究中展现出优于 SafeSlinger 的可用性，并分析了用户对安全性与复杂性的感知偏差。
2024-11-20 cs.CR cs.HC cs.NI
Cable Capacitance Attack against the KLJN Secure Key Exchange
Kirchhoff定律-Johnson-（类）-噪声（KLJN）密钥交换系统的安全性是基于经典统计物理的涨落耗散定理。类似于量子密钥分配，在实际情况下，由于构建元素的非理想性，存在小的信息泄漏，这可以通过隐私放大或其他技术来减轻，从而保持无条件（信息论）安全性。在本文中，工业电缆和电路模拟器LTSPICE被用来验证由于KLJN中的非理想性之一，寄生（电缆）电容的信息泄漏。仿真结果表明，隐私放大和/或电容杀手（电容补偿）的安排可以有效地消除泄漏。
2015-10-26 cs.CR cs.ET physics.class-ph
Coin Tossing is Strictly Weaker Than Bit Commitment
我们定义适用于两个不信任的各方谁控制两个或两个以上的独立的安全站点之间的狭义相对论保证通信的时间间隔的加密假设。我们表明，在这些假设下，无条件安全的抛硬币可以进行经典信息的交流。我们还表明，继Mayer，Lo和Chau，无条件安全的比特承诺不能进行许多经典或量子信息的交换。最后，我们表明，在标准的密码学假设下，抛硬币是严格弱于位承诺。也就是说，没有安全的经典或量子比特承诺协议可以从有限数量的安全抛硬币黑盒的调用以及大量的附加信息交换来构建。
1999-10-29 cs.CR quant-ph
Generalized DC loop current attack against the KLJN secure key exchange scheme
研究了一种新的对基尔霍夫定律-约翰逊噪声（Kirchhoff Law Johnson Noise，KLJN）安全密钥分发系统的攻击方法，该方法在Alices和Bobs两端引入未知的寄生直流电压源.本文是我们早期的调查与单端寄生源的推广。假设夏娃不知道的寄生源的值，一个新的攻击，利用寄生直流电压源产生的电流，介绍。该攻击是数学分析和演示的计算机模拟。简单的防御方法对攻击显示。早期的防御方法仅基于Alice和Bob的端子处的电流/电压数据的比较在这里是无用的，因为导线电流和电压在两端是相等的。然而，更昂贵的版本的早期防御方法，这是基于现场系统模拟和比较与测量，有效地工作。
2019-09-30 cs.CR cs.ET
Cracking the Liu key exchange protocol in its most secure state with Lorentzian spectra
我们已经发现了一个安全风险的刘氏密码的基础上的随机信号和反馈，当它利用一个大类的噪声通信在其最安全的状态，稳定状态。为了使脆弱性存在，噪声必须具有可以通过线性滤波转换为类白噪声的频谱。对于开裂，我们利用功率密度谱和自相关函数的自然属性。我们介绍并证明了洛伦兹谱的方法。一些结果的影响涉及的瞬态操作在改变位，噪声的调制产品不能被带限，因此密码是脆弱的。我们建议应用线滤波器提供一个适当的频谱形状，并提高安全性。
2009-11-18 cs.CR physics.data-an quant-ph
Analysis of Multiple Overlapping Paths algorithms for Secure Key Exchange in Large-Scale Quantum Networks
量子网络为前所未有的通信安全水平开辟了道路。然而，由于量子链路距离的物理限制，量子网络的当前实现必须配备可信节点。结果，可以仅在链路上执行量子密钥分发。因此，必须考虑一些新的认证和密钥交换方案，以充分利用链路的无条件安全性。一种这样的方法使用多个非重叠路径（MNOP）进行密钥交换以减轻对可信节点的攻击的风险。文章的范围是执行安全性分析的情况下，该计划的不相关的攻击和相关的攻击与有限的资源。此外，我们的分析扩展到多个重叠路径（MOPs）的情况下。我们证明，引入重叠的路径，可以增加协议的安全性，相比，非重叠的情况下，增加了相同数量的额外的链接。这一结果可能会在优化大规模（混合）量子网络的架构中找到应用。
2022-05-06 cs.CR quant-ph
EBAKE-SE: A Novel ECC Based Authenticated Key Exchange between Industrial IoT Devices using Secure Element
工业物联网（IIoT）旨在增强制造业和产品加工等各个行业提供的服务。IIoT面临着各种挑战，安全性是其中的关键挑战之一。身份验证和访问控制是任何基于工业物联网（IIoT）的工业部署的两个显著挑战。任何基于物联网的工业4.0企业都可以在数百个微型设备（如传感器、执行器、雾设备和网关）之间设计网络。因此，在传感设备或传感设备与用户设备之间阐明安全认证协议是物联网安全的重要步骤。在本文中，首先，我们提出了基于证书的方案的密码分析Das等人提出的类似的环境，并证明他们的计划是脆弱的各种传统的攻击，如设备匿名，MITM，和拒绝服务。然后，我们提出了一个设备间的认证方案，使用ECC（椭圆曲线密码），是高度安全和轻量级的相比，其他计划类似的环境。此外，我们提出了一个正式的安全性分析，使用随机预言机的ROR模型和非正式的安全性分析在Doleve-Yao通道。在本文中，我们提出了建议的计划与现有的计划的通信成本，计算成本和安全指标的基础上的比较，证明建议EBAKE-SE是高效，可靠，值得信赖的其他现有的计划相比，设备间认证。最后，我们给出了一个使用MQTT协议的EBAKE-SE的实现
2022-07-27 cs.CR
Communication over Continuous Quantum Secure Dialogue using Einstein-Podolsky-Rosen States
随着量子计算和量子网络的出现，人们提出了许多利用量子力学的独特性质来实现安全的双向信息交换的通信协议。在这项研究中，我们提出了一种新的量子通信协议，称为连续量子安全对话（CQSD），它允许双方在不中断的情况下连续交换消息，同时确保会话的隐私性。与现有协议相比，CQSD提高了量子通信的效率。此外，我们还提供了使用Qiskit框架的CQSD协议实现。最后，我们进行了安全性分析的CQSD协议的背景下，几种常见的攻击形式。
2019-10-27 cs.CR quant-ph
Unconditionally secure credit/debit card chip scheme and physical unclonable function
基于物理学的Kirchhoff定律-Johnson-noise（KLJN）密钥交换为信用卡/借记卡芯片认证和支付提供了一种新的简单的不可克隆系统。该方案的密钥交换、认证和通信都是无条件安全的，因此无论是基于数学的攻击还是基于概率的攻击都无法破解该方案。卡中芯片和终端之间的欧姆连接和短接线长度构成了KLJN协议的理想设置，即使是最简单的版本也为信用卡/借记卡芯片和物理不可克隆功能的应用提供了前所未有的安全性和隐私性。
2016-07-20 cs.CR cs.ET
Blockchain inspired secure and reliable data exchange architecture for cyber-physical healthcare system 4.0
针对医疗4.0数据安全挑战，提出区块链启发的以患者为中心的数据交换架构，集成多种技术，可抵御攻击并支持节点故障恢复。
2023-06-28 cs.CR cs.DC
Supporting tangible multi-factor key exchange in households
保护互联网上设备之间端到端连接的常见方法是利用基于云的中介。这种对第三方的依赖带来了一系列难以缓解的安全和隐私问题。一个很有前途的新协议Wireguard免除了中间人，提供了安全的点对点通信。然而，对初始密钥交换的支持超出了Wireguard的范围，这使得它可能容易受到不安全的带外密钥交换的影响。安全和可用的密钥交换方法的设计是具有挑战性的，尤其是在家庭空间中，因为它们的特点通常是多占用环境中的技术幼稚用户，使他们容易受到内部和路人攻击（即：盗窃、观察攻击、中继和模仿攻击）。我们描述并提出了设计构思研究的结果，该研究探讨了使用有形的，多因素的方法来确保国内空间的密钥交换。该研究表明，房屋的半固定特征（例如：灯、架子、椅子）可以被仪表化以支持有前途的三因素认证方法（“你拥有什么、你知道什么以及你在哪里”），以实现密钥交换解决方案，比通常使用的朴素方法更安全，以及ii.对于最终用户来说是理想的。
2022-03-25 cs.CR cs.HC
Random Number Generator, Zero-Crossing, and Nonlinearity Attacks against the Kirchhoff-Law-Johnson-Noise (KLJN) Secure Key Exchange Protocol
本文提出了三种针对KLJN方案的新型攻击。第一种攻击类型是基于受损的RNG。第一次RNG攻击是确定性的。首先，夏娃知道这两种噪音。她可以通过欧姆定律和一位的权力，在一小部分的位交换期。第二，Eve只知道Bob的噪声，所以她可以通过欧姆定律学习Bob的电阻值，并在比特交换周期结束时学习Alice的电阻。她也可以使用排除法。第二次RNG攻击是统计性的。首先，夏娃对爱丽丝和鲍勃的噪音有部分了解。她可以通过在她的噪声和线路中测量的噪声之间取最高的互相关，以及通过在她的噪声和Alice/Bob的噪声之间取最高的互相关来破解比特。第二，夏娃只知道爱丽丝的噪音的一部分。她仍然可以破解钻头，但在钻头交换期之后。第二种攻击类型是基于热力学。以前，KLJN方案需要热平衡。然而，Vadai等人在（Nature）Science Reports中展示了一种修改的方案，其中存在非零热噪声，但系统抵抗所有已知的攻击。我们利用线电流和电压之间的重合事件，并表明存在非零信息泄漏。一旦热平衡恢复，系统就再次完全安全。最后一种攻击类型是基于噪声发生器的非线性。我们探讨了在第二和第三阶失真的影响。它表明，1%的失真导致一个显着的信息泄漏。我们还表明，降低有效温度的结果在KLJN计划接近完美的安全性。
2021-12-16 cs.CR cs.SY eess.SY
SGDE: Secure Generative Data Exchange for Cross-Silo Federated Learning
Politecnico di Milano（米兰理工大学）
GDPR等隐私监管法律将透明度和安全性作为数据处理算法的设计支柱。在这种背景下，联邦学习是隐私保护分布式机器学习最有影响力的框架之一，在许多自然语言处理和计算机视觉任务中取得了惊人的成果。一些联邦学习框架采用差分隐私来防止私有数据泄露给未经授权的方和恶意攻击者。然而，许多研究强调了标准联邦学习在中毒和推断方面的脆弱性，从而引发了对敏感数据潜在风险的担忧。为了解决这个问题，我们提出了SGDE，一个生成的数据交换协议，提高用户的安全性和机器学习性能的跨筒仓联邦。SGDE的核心是共享具有强差分隐私保证的数据生成器，这些数据生成器是在私有数据上训练的，而不是传递显式的梯度信息。这些生成器合成任意大量的数据，这些数据保留了私有样本的独特特征，但差异很大。在这项工作中，SGDE在图像和表格数据集上的跨筒仓联邦网络中进行测试，利用beta-变分自编码器作为数据生成器。从结果来看，SGDE的加入提高了任务的准确性和公平性，以及对联邦学习最有影响力的攻击的弹性。
2022-09-07 cs.AI cs.CR cs.DC
