GuardNN: Secure Accelerator Architecture for Privacy-Preserving Deep Learning
Cornell University（康奈尔大学）；Meta AI
本文提出了GuardNN，这是一种安全的DNN加速器，即使在不可信的环境中也能为用户数据和模型参数提供基于硬件的保护。GuardNN表明，可以为特定应用程序定制架构和保护，以提供强大的机密性和完整性保证，而开销可以忽略不计。GuardNN指令集的设计将TCB简化为加速器，并且即使在来自主机的指令不可信时也允许机密性保护。GuardNN通过为DNN加速器的已知存储器访问模式定制片外存储器保护，最大限度地减少了存储器加密和完整性验证的开销。GuardNN在FPGA上原型化，证明了有效的机密性保护，推理的性能开销约为3%。
2022-05-25 cs.AR cs.CR cs.LG
Secure Distributed Membership Tests via Secret Sharing: How to Hide Your Hostile Hosts Harnessing Shamir Secret Sharing
数据安全性和业务使用的可用性经常被视为相互冲突的目标。对可搜索加密和同态加密的研究是一个开始，但它们通常建立在加密方法的基础上，这些加密方法充其量只能提供基于假设计算困难的问题的保护。相比之下，秘密共享等数据编码方法提供信息论的数据保护。使用秘密共享分发数据的归档可以提供数据保护，这些数据保护对恶意内部人员、受损系统和不受信任的组件具有弹性。在本文中，我们创建了串行插值过滤器，这是一种用于存储和交互使用秘密共享的安全和分布式数据集的方法。我们提供了对分布在多个存储库中的面向集合的数据进行操作的能力，而不会暴露原始数据。此外，我们证明了我们的方法在各种攻击模型下的安全性，并提供协议扩展来处理合谋攻击者。串行插值过滤器提供了针对单个攻击者的信息理论保护和针对合谋攻击者的计算硬保护。
2015-12-01 cs.CR
S2malloc: Statistically Secure Allocator for Use-After-Free Protection And More
提出S2malloc安全内存分配器，通过空闲块金丝雀、块内随机偏移和随机包布局三种机制增强UAF攻击检测，在不增加性能开销的前提下显著提升了防护率。
2024-05-29 cs.CR
Secure AI Watermarking Framework for IP Protection in Multi-Tenant Cloud Platforms
Viswam Engineering College（维斯瓦姆工程学院）；Mother Theresa Institute Of Engineering and Technology（特蕾莎修女工程技术学院）；Mohan Babu University（莫汉·巴布大学）
针对多租户云平台的AI知识产权泄露问题，提出基于密钥认证的安全AI水印框架，结合主动与被动安全措施，可预防攻击并识别联邦学习等场景下的IP泄露。
2026-08-05 cs.AI cs.CR
Exchanging Keys with Authentication and Identity Protection for Secure Voice Communication without Side-channel
出于对隐私保护语音通信的日益增长的需求，我们在这里研究了在音频域中以伪语音信号的形式发送加密数据和语音的原始想法。这种方法比军用“加密电话”的限制更少，并且允许真正的公共评估，因此对于公共的不安全语音通信基础设施（如3G蜂窝网络和VoIP）来说是非常有前途的。安全语音通信的基石是仅使用语音信道来认证密钥的交换，而不是公钥基础设施（PKI）或证书颁发机构（CA）。在本文中，我们详细介绍了我们的新的强大的双重认证机制的基础上签名和短认证字符串（SAS），确保用户之间的强认证，同时减轻错误所造成的不可靠的语音通道，也对被动窃听者的身份保护。作为符号模型，我们的协议已经过正式的安全性检验，并通过Tamarin Prover进行了充分验证。
2022-11-14 cs.CR eess.SP
Towards Secured Smart Grid 2.0: Exploring Security Threats, Protection Models, and Challenges
本文综述智能电网2.0中电网运营商、通信网络提供商和消费者面临的安全威胁，提出区块链、物理不可克隆函数及可信AI等保护模型，以应对数据注入和级联故障等挑战。
2024-11-08 cs.CR cs.NI
Secure Software Leasing
制定密码学定义以防止软件盗版是一个重要的研究方向，但没有得到太多的关注。由于使用经典密码学的自然定义是不可能实现的（因为经典程序总是可以复制的），这将我们引向使用量子计算的技术。Aaronson的开创性工作[CCC'09]引入了量子复制保护的概念，正是为了解决软件反盗版问题。然而，尽管是量子密码学中最重要的问题之一，但对于任何类型的函数，都没有可证明安全的量子复制保护解决方案。我们制定了另一种定义来解决软件盗版，称为安全软件租赁（SSL）。虽然比量子复制保护弱，但SSL仍然有意义，并且在软件反盗版方面有有趣的应用。我们基于具体的加密假设，为规避电路的一个子类（包括点函数的自然实现、通配符的合取和仿射测试器）构建了SSL。我们的建设是第一个可证明安全的解决方案，基于具体的加密假设，软件反盗版。为了补充我们的积极结果，我们表明，基于密码学的假设，有一类量子不可学习的功能，SSL不存在。特别是，我们的不可能性结果也排除了量子复制保护[Aaronson CCC'09]为任意类的量子不可学习的功能;解决了一个重要的开放问题的可能性构建复制保护任意量子不可学习的电路。
2020-10-25 cs.CR quant-ph
ERIM: Secure, Efficient In-process Isolation with Memory Protection Keys (MPK)
隔离敏感状态和数据可以提高许多应用程序的安全性和健壮性。例子包括保护加密密钥免受OpenSSL的Heartbleed bug等漏洞的攻击，或者保护语言运行时免受用不安全语言编写的本机库的攻击。当跨隔离边界的运行时引用相对不频繁时，则可以使用传统的基于页面的硬件隔离，因为内核或管理程序介导的域切换的成本是可以容忍的。然而，一些应用，例如面向网络的服务中的加密会话密钥的隔离，需要非常频繁的域切换。在这样的应用程序中，内核或管理程序介导的域切换的开销是禁止的。在本文中，我们提出了ERIM，一种新的技术，提供硬件强制隔离与x86 CPU上的低开销，即使在高开关速率（ERIM的测量开销小于1%，每秒100，000开关）。其关键思想是将保护密钥（MPK）与二进制检查结合起来，MPK是最近添加到x86中的一项功能，允许在用户空间中切换保护域，以防止规避。我们表明，ERIM可以应用于新的和现有的应用程序，不需要编译器的变化，可以运行在一个股票Linux内核，并具有低的运行时开销，即使在高域切换率。
2019-06-04 cs.CR
Privacy protection of occupant behavior data and using blockchain for securely transferring temperature records in HVAC systems
建筑行业的能源消耗比例很大，制冷和供暖系统的数量也很大。建筑采暖、通风、空调等系统的节能一直是学者们研究的课题。将居住者行为数据应用于建筑节能优化已开始受到学者们的关注。然而，乘员行为数据涉及乘员隐私的许多方面。不同类型的乘员行为数据包含不同层次的乘员隐私信息。在利用乘员行为进行节能时，对乘员行为数据进行隐私保护至关重要。本文介绍了使用乘员行为数据时的隐私问题，以及使用区块链技术保护数据隐私的方法。使用区块链进行隐私保护的两种选择，将数据记录作为交易发送并将文件存储在区块链上，都将通过开放获取论文中的温度记录进行解释和评估。可以在传感器和本地建筑物管理系统之间使用发送数据作为事务。在区块链上存储文件可以用于不同建筑管理系统的协作。讨论了使用区块链进行数据和文件传输的优点，缺点和潜力。研究结果对利用居住者行为数据进行建筑节能优化具有一定的参考价值。
2019-04-09 cs.CR
SeqL: Secure Scan-Locking for IP Protection
已知现有的逻辑锁定攻击能够成功地解密锁定的组合电路的功能正确的密钥。通过选择性地初始化组合逻辑并分析响应，可以通过扫描链将这些攻击扩展到现实世界的基于硅的知识产权（IP，其是时序电路）。在本文中，我们提出了SeqL，它实现了功能隔离和锁定选择性的触发器功能输入/扫描输出对，从而使解密的密钥功能不正确。我们进行了正式的扫描锁定问题的研究，并证明自动化我们提出的防御任何给定的IP。我们表明，SeqL隐藏了攻击者功能正确的密钥，从而增加了解密密钥功能不正确的可能性。当在流水线组合基准测试（ISCAS，MCNC），顺序基准测试（ITC）和完全成熟的RISC-V CPU上进行测试时，SeqL对各种最先进的攻击具有100%的弹性，包括SAT[1]，Double-DIP[2]，HackTest[3]，SMT[4]，FALL[5]，Shift-and-Leak[6]和Multi-cycle攻击[7]。
2021-02-16 cs.CR
A hybrid privacy protection scheme for medical data
医疗保健数据包含敏感信息，说服医疗保健数据所有者在没有任何隐私保证的情况下出于研究目的共享其信息是具有挑战性的。所提出的混合医疗数据隐私保护方案探讨了提供自适应隐私保护和数据效用水平的可能性。评估结果表明，该方案可以提供自适应的隐私和数据效用水平，数据持有者可以选择自己喜欢的风险水平和数据效用通过该方案。心脏病和糖尿病数据的评估结果表明，该方案可以提供广泛的自适应隐私保护和数据效用水平，以满足不同的隐私保护和数据效用的要求。
2022-05-09 cs.CR
ELSA: Efficient Long-Term Secure Storage of Large Datasets
如今，越来越多的信息以数字方式生成、交换和存储。这还包括长期存在和高度敏感信息（例如，电子健康记录、政府文件），其完整性和机密性必须在几十年甚至几个世纪内得到保护。虽然有大量基于加密的数据保护方案，但只有少数是为长期保护而设计的。最近，Braun等人（AsiaCCS'17）提出了第一个长期保护方案，提供可更新的完整性保护和信息理论机密性保护。然而，他们的计划的计算和存储成本显着增加存储的数据项的数量。结果，他们的方案似乎仅适合于保护具有少量相对大的数据项的数据库，而不适合于保存大量相对小的数据项的数据库（例如，医疗记录数据库）。在这项工作中，我们提出了一个解决方案，有效的长期完整性和机密性保护的大型数据集组成的相对较小的数据项。首先，我们构造了一个可更新的向量承诺方案，该方案在选择性解除承诺下是信息隐藏的。然后，我们结合这个计划与可更新的时间戳和信息理论上安全的秘密共享。所得到的解决方案仅需要单个时间戳来保护数据集，而现有技术需要与数据项的数量成线性的多个时间戳。我们实施了我们的解决方案，并在一个场景中测量了它的性能，其中12000个数据项在100年的时间跨度内被聚合、存储、保护和验证。我们的测量结果表明，我们的新解决方案完成此评估方案的速度比最先进的水平快一个数量级。
2018-10-28 cs.CR
A New Biometric Template Protection using Random Orthonormal Projection and Fuzzy Commitment
生物特征模板保护是实现基于生物特征的身份认证系统的重要环节之一。已经有许多研究提出了不同的解决方案来保护用户的生物特征模板。它们可以分为两种方法：特征变换和生物特征密码系统。然而，没有一个单一的模板保护方法可以满足安全的基于生物特征的认证系统的所有要求。在这项工作中，我们将提出一种新的混合生物特征模板保护，它利用这两种方法，同时防止其局限性。实验结果表明，在保证精度的前提下，采用一种新的随机正交投影技术，降低了系统的计算复杂性，从而保证了系统的性能。同时，采用模糊承诺协议保证生物特征模板的安全性。
2019-03-30 cs.CR
SPOQchain: Platform for Secure, Scalable, and Privacy-Preserving Supply Chain Tracing and Counterfeit Protection
本文提出基于区块链的SPOQchain平台，通过精密批处理机制消除生命周期冗余，在保障用户隐私的同时实现高效、可扩展的供应链追溯与防伪验证。
2024-08-30 cs.CR
GNNUnlock: Graph Neural Networks-based Oracle-less Unlocking Scheme for Provably Secure Logic Locking
在本文中，我们提出了GNNNERY，第一个的预言机少机器学习为基础的攻击可证明安全的逻辑锁定，可以识别任何所需的保护逻辑，而不专注于特定的语法拓扑结构。关键是利用经过良好训练的图神经网络（GNN）来识别给定锁定网表中属于目标保护逻辑的所有门，而不需要oracle。这种方法完全符合目标问题，因为电路是具有固有结构的图，而保护逻辑是具有特定和共同特性的节点（门）的子图。GNN在捕获节点的邻域属性方面非常强大，便于检测保护逻辑。为了纠正由GNN引起的任何错误分类，我们还提出了一个基于连接分析的后处理算法，以成功地删除预测的保护逻辑，从而检索原始设计。我们广泛的实验评估表明，GNNcycle在打破使用剥离功能逻辑锁定，顽强和无痕逻辑锁定以及Anti-SAT锁定的各种基准测试方面的成功率为99.24%-100%。我们提出的后处理提高了检测精度，达到100%，我们所有的测试锁定基准。结果分析证实，GNNstrike是强大的，足以打破所考虑的方案在不同的参数，综合设置，和技术节点。评估结果进一步表明，GNNN成功地打破了即使是最先进的最先进的攻击失败的角落情况。
2020-12-10 cs.CR
Privacy Protection for Mobile Cloud Data: A Network Coding Approach
同时考虑到入侵者的巨大计算能力和云服务器的不可信性，提出了一种增强的安全假名方案来保护移动云数据的隐私。为了应对计算能力的巨大挑战，我们提出了一个无条件安全的轻量级网络编码假名方案。针对不可信云服务器的隐私问题，设计了两层网络编码，将存储的移动云数据与所有者姓名解耦。因此，我们提出的基于网络编码的假名方案可以同时抵御来自外部和内部的攻击者。我们实现了我们提出的两层轻量级网络编码机制，在一组位置为基础的服务（LBS）使用不可信的云数据库。与计算安全的基于Hash的假名相比，我们提出的方案不仅是无条件安全的，而且可以减少90%以上的处理时间以及10%的能量消耗。
2017-01-11 cs.CR cs.IT math.IT
A Secure and Privacy-preserving Protocol for Smart Metering Operational Data Collection
在本文中，我们提出了一种新的协议，允许供应商和电网运营商收集用户的聚合计量数据在一个安全和隐私保护的方式。我们使用安全多方计算来确保隐私保护。此外，我们提出了三种不同的数据聚合算法，提供不同的隐私保护和性能之间的平衡。我们的协议是专为一个现实的情况下，数据需要发送到不同的方，如电网运营商和供应商。此外，它还有助于以保护隐私的方式准确计算输电、配电和电网平衡费用。我们还提出了我们的协议的安全性分析和性能评估的基础上著名的多方计算算法实现的C++。
2019-03-14 cs.CR
On Using Secure Aggregation in Differentially Private Federated Learning with Multiple Local Steps
University of Helsinki（赫尔辛基大学）；Telefónica Research（西班牙电信研究机构）
本文提出一种新分析方法，使联邦学习在多个本地步骤中仍能利用安全聚合，从而在有限通信轮数下实现更高实用性的模型并保证隐私保护。
2025-03-24 cs.CR cs.LG
Secure Distribution of Protected Content in Information-Centric Networking
ICN中无处不在的缓存的好处是深远的，这些功能使ICN有希望的内容分发，但它也引入了一个挑战，内容保护未经授权的访问。保护内容不被未经授权的访问需要消费者认证并且涉及传统的端对端加密。然而，在以信息为中心的网络（ICN）中，这种端对端加密使得内容高速缓存无效，因为存储在高速缓存中的加密内容对于除了知道加密密钥的用户之外的任何用户都是无用的。为了在ICN中有效地缓存加密内容，我们提出了一个受保护内容的安全分发（SDPC）方案，该方案确保只有经过身份验证的消费者才能访问内容。SDPC是轻量级的，允许消费者通过使用对称密钥加密来验证发布内容的原创性。此外，SDPC命名方案提供了防止隐私泄露的保护。通过BAN逻辑和Scyther工具验证了SDPC的安全性，仿真结果表明SDPC可以降低内容下载延迟。
2019-12-08 cs.CR cs.DC cs.NI
Privacy Protection Cache Policy on Hybrid Main Memory
我们首先建议隐私保护缓存政策适用于删除个人信息的责任在混合主存储器系统。该缓存策略包括生成随机数据并将随机数据缓存到个人信息中。提出的缓存策略在数据完全删除方面更经济有效。
2017-07-29 cs.CR cs.CY
SLIP-SEC: Formalizing Secure Protocols for Model IP Protection
本文提出SLIP混合推理协议的形式化框架与安全基础，通过权重矩阵加法分解、掩码及概率验证技术构建安全推理协议，证明其对诚实但好奇敌手的信息论安全与对恶意敌手的低误差鲁棒性，为大语言模型知识产权保护提供理论支撑。
2025-10-28 cs.CR
Uncloneable Decryptors from Quantum Copy-Protection
不可克隆的解密器是具有导出不可克隆的量子态的附加功能的加密方案（具有经典的明文和密文），称为解密器，其可以用于在不知道秘密密钥的情况下解密密码（Georgiou和Zhandry，IACR'20）。我们研究不可克隆的解密器在计算环境中，并提供越来越强的安全概念，扩展了各种不可区分的对称加密的安全概念。我们表明，CPA安全的不可克隆位解密器可以从任何平衡的二进制函数的复制保护方案（Aaronson，CCC'09）实例化。我们引入了一个新的概念翻转检测安全的复制保护方案的启发，左或右的安全加密方案的概念，并表明它可以用来实例化CPA安全的不可克隆的解密器的消息长度不受限制。然后，我们展示了如何使用强EUF-CMA安全数字签名将不可克隆解密器的CPA安全性增强到CCA 2安全性。我们表明，我们的构造可以相对于[Aar 09]中使用的量子预言或[Aaronson et al.，USPTO '21）来实例化复制保护方案。我们的结构是第一个实现CPA或CCA 2安全的对称设置。
2022-03-15 cs.CR quant-ph
MirageNet:A Secure, Efficient, and Scalable On-Device Model Protection in Heterogeneous TEE and GPU System
National University of Defense Technology（国防科技大学）
MirageNet提出ConvShatter方案，通过卷积线性分解和混淆技术，在异构TEE和GPU系统中实现高效且安全的模型保护，降低延迟并保障模型保密性与完整性。
2026-01-20 cs.CR
Leveraging Secure Multiparty Computation in the Internet of Things
物联网中的集中式系统--无论是本地中间件还是基于云的服务--都无法从根本上解决所收集数据的隐私问题。我们提出了一个架构，其核心是安全多方计算，以实现数据处理系统已经纳入支持隐私保护的架构。
2018-06-06 cs.CR
Efficient and Secure Range Counting over Distributed Geographic Data with Query Range Protection
Xi’an Jiaotong University（西安交通大学）；China Mobile System Integration Co., Ltd（中国移动系统集成有限公司）
研究分布式地理数据范围计数隐私问题，提出PPRC协议。核心方法有支持高效点在范围内评估并保护查询范围的PRP技术，及高效安全聚合重叠数据组织部分结果的OLC方案。贡献是满足隐私、效率和准确性要求。
2026-07-07 cs.CR cs.DS
IDFace: Face Template Protection for Efficient and Secure Identification
Department of Mathematics & Research Institute for Natural Sciences, Hanyang University（数学系与自然科学院，翰阳大学）；CryptoLab Inc.（CryptoLab公司）
本文提出IDFace，一种基于同态加密的人脸模板保护方法，通过模板表示转换和空间高效编码两种新技术，在保证安全的同时实现了高效搜索，在1M加密模板库中识别仅需126ms，开销仅为明文识别的2倍。
2025-07-16 cs.CR cs.CV
Secure pseudo-random linear binary sequences generators based on arithmetic polynoms
我们提出了一种新的方法来构建伪随机二进制序列（PRS）生成器的加密数据保护的目的，从犯罪者的攻击，所造成的大量的硬件错误和故障的产生。新方法是基于使用线性多项式算法实现PRS生成器的布尔特征函数系统。逻辑公式系统的“算术化”允许应用剩余系统的数学装置来对PRS生成过程进行多序列化，并对由硬件故障引起的计算错误进行组织控制。这保证了PRS生成器功能的高度安全性，从而保证了基于这些PRS的加密数据保护工具的安全性。
2014-09-08 cs.CR
Hardware-Efficient Compound IC Protection with Lightweight Cryptography
Tallinn University of Technology（塔林科技大学）；University of Tartu（塔尔图大学）
本文提出一种基于轻量密码学的复合IC保护机制，通过逻辑锁定和硬件混淆技术减少硬件复杂性，并抵御现有移除、代数和逻辑锁定攻击。
2026-04-13 cs.CR
Can Agents Secure Hardware? Evaluating Agentic LLM-Driven Obfuscation for IP Protection
University of Arizona（亚利桑那大学）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）
本文提出基于大语言模型的代理式硬件网表混淆框架，通过分阶段任务处理电路分析、综合、验证和攻击评估，验证了其在ISCAS-85基准上的有效性，展示了混淆技术的潜力与局限。
2026-04-14 cs.CR
SvTPM: A Secure and Efficient vTPM in the Cloud
虚拟可信平台模块（vTPM）已广泛用于商业云平台（例如Google Cloud、VMware Cloud和Microsoft Azure）中，以为虚拟机提供虚拟信任根。不幸的是，当前最先进的vTPM实现受到机密数据泄漏和高性能开销的困扰。在本文中，我们提出了SvTPM，一个安全，高效的基于软件的vTPM实现基于硬件的可信执行环境（TEE），提供了一个完整的生存周期保护的vTPM在云中。SvTPM提供了强大的隔离保护，因此云租户甚至云管理员都无法获得vTPM的私钥或任何其他敏感数据。在SvTPM中，我们识别并解决了使用SGX进行vTPM保护的几个关键安全挑战，例如NVRAM替换攻击，回滚攻击，信任建立和细粒度可信时钟。我们在QEMU和KVM上实现了SvTPM的原型。性能评估结果表明，与采用物理TPM保护的vTPM相比，SvTPM实现了数量级的性能提升。SvTPM的启动时间比基于硬件TPM构建的vTPM快2600 $\times$。在微基准测试中，我们发现SvTPM的命令执行延迟小于或等于现有的计划。
2019-05-21 cs.CR
A Model for Remote Access and Protection of Smartphones using Short Message Service
智能手机在人们中的使用正在迅速增加。随着智能手机使用的惊人增长，智能手机盗窃也在增加。本文提出了一种模型，以确保智能手机被盗，以及提供选项，通过其他智能手机或通过短消息服务正常的移动访问智能手机。该模型提供了通过锁定手机来跟踪和保护手机的选项。它还提供了接收远程连接设备的来电和SMS信息的设施，并使远程用户能够通过SMS控制手机。通过在Android平台上的原型实现，验证了该模型的有效性。在实施过程中进行了各种测试，并对结果进行了讨论。
2012-03-05 cs.CR
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
Towards Bidirectional Protection in Federated Learning
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）
先前在增强联邦学习（FL）安全性方面的努力分为两类。在频谱的一端，一些工作使用安全聚合技术来隐藏单个客户端的更新，并且仅向恶意服务器显示聚合的全局更新，该恶意服务器试图从客户端的更新推断客户端的隐私。另一方面，一些工作使用拜占庭健壮的FL协议来抑制恶意客户端更新的影响。提出了一种联邦学习协议F2 ED-LEARNING，该协议首次提供了双向防御机制，能够同时对抗恶意集中式服务器和拜占庭恶意客户端。为了抵御拜占庭恶意客户端，F2 ED-LEARNING通过采用和校准一个经过充分研究的鲁棒均值估计器FilterL 2来提供无量纲估计误差。F2 ED-LEARNING还利用安全聚合来保护客户端免受恶意服务器的攻击。F2 ED-LEARNING的一个关键挑战是解决FilterL 2和安全聚合方案之间的不兼容性。具体地说，FilterL 2必须检查来自客户端的各个更新，而安全聚合则对恶意服务器隐藏这些更新。为此，我们提出了一种实用且高效的解决方案，将客户端拆分为分片，其中F2 ED-LEARNING安全地聚合每个分片的更新，并在来自不同分片的更新上启动FilterL 2。评估表明，F2 ED-LEARNING始终达到最佳或接近最佳的性能，并在五种常见的攻击下优于五种安全FL协议。
2021-05-30 cs.AI cs.CR cs.DC
Watermarking in Secure Federated Learning: A Verification Framework Based on Client-Side Backdooring
Peking University（北京大学）；Central South University（中南大学）；Fuzhou University（福州大学）；Jinan University（暨南大学）；Loughborough University（拉夫堡大学）
联邦学习（FL）允许多个参与者在不直接共享数据的情况下协作构建深度学习（DL）模型。因此，FL中的版权保护问题变得重要，因为不可靠的参与者可能会访问联合训练的模型。在安全FL框架中应用同态加密（HE）技术，防止中心服务器访问明文模型。因此，使用现有的水印方案在中央服务器处嵌入水印不再可行。在本文中，我们提出了一种新的客户端FL水印方案，以解决版权保护问题的安全FL与HE。据我们所知，这是第一个在安全FL环境下将水印嵌入到模型中的方案。我们设计了一个基于客户端后门的黑盒水印方案，通过梯度增强的嵌入方法将预先设计的触发器集嵌入到FL模型中。此外，我们提出了一个触发器集的建设机制，以确保水印不能伪造。实验结果表明，我们提出的方案提供了出色的保护性能和鲁棒性对各种水印去除攻击和歧义攻击。
2023-03-03 cs.AI cs.CR cs.LG
Secure Vehicular Communication Systems: Implementation, Performance, and Research Challenges
车载通信（VC）系统即将投入实际应用。然而，它们的安全和隐私保护是最近才得到解决的问题之一。为了证明安全VC的可行性，需要一定的实现。在[1]中，我们讨论了一个VC安全系统的设计，该系统是欧洲SeVeCom项目的结果。在这第二篇论文中，我们将讨论与安全VC系统的实现和部署方面相关的各种问题。此外，我们提供了一个开放的安全研究问题，将出现VC系统从今天的简单原型发展到成熟的系统的前景。
2009-12-30 cs.CR cs.NI
CryptRISC: A Secure RISC-V Processor for High-Performance Cryptography with Power Side-Channel Protection
University of Texas at Dallas（德克萨斯大学达拉斯分校）；Rensselaer Polytechnic Institute（伦斯勒理工学院）
CryptRISC是一种基于RISC-V的处理器，通过指令集驱动的运算掩码框架，实现密码运算的高效安全加速，有效防护电源侧信道攻击。
2026-02-23 cs.CR
Revisiting Challenges for Selective Data Protection of Real Applications
选择性数据保护是一种很有前途的数据泄漏防御技术。在本文中，我们将重新审视在将这种保护应用于实际应用时被忽视的技术挑战。这些挑战包括安全输入通道、粒度冲突和敏感性冲突。本文总结了产生这些问题的原因，并提出了相应的解决办法。然后设计并实现了一个选择性数据保护的原型系统，并使用RISC-V Spike仿真器对系统开销进行了评估。该评估证明了效率（优化后运行时开销小于3%）和我们的系统提供的安全保证。
2021-05-29 cs.CR
Towards a DSL for hybrid secure computation
本文提出一种用于安全计算的领域特定语言（DSL），支持在混合环境中表达计算，并根据可用技术自动选择FHE或TEE后端执行，以解决混合安全计算中算法调整与重写的挑战。
2025-05-27 cs.CR
CASH: A Cost Asymmetric Secure Hash Algorithm for Optimal Password Protection
已经获得用户密码的加密散列的攻击者可以发起离线攻击，通过将该散列值与可能的密码猜测的加密散列进行比较来破解密码。这种离线攻击者只受到他愿意投入的资源的限制来破解密码。密钥扩展工具可以帮助减轻离线攻击的威胁，使每个密码猜测更昂贵的对手来验证。然而，密钥拉伸增加了合法认证服务器的认证成本。我们介绍了一种新颖的Stackelberg游戏模型，它捕捉到了这种防御者和离线攻击者之间的互动的基本要素。然后，我们引入成本不对称安全哈希（CASH），一个随机密钥拉伸机制，最大限度地减少密码的比例，将被一个合理的离线攻击者破解，而不增加合法的认证服务器的摊销认证成本。CASH的动机是观察到合法的身份验证服务器通常会运行身份验证过程来验证正确的密码，而离线攻击者通常会使用不正确的密码猜测。通过使用随机化，我们可以确保运行CASH来验证正确密码猜测的摊销成本明显小于拒绝错误密码的成本。使用我们的Stackelberg游戏框架，我们可以量化质量的基础现金运行时间分布的密码，一个理性的离线对手会破解的分数。我们提供了一个有效的算法来计算高质量的现金分布的后卫。最后，我们使用两个大规模密码频率数据集的经验数据来分析CASH。我们的分析表明，现金可以显着减少（高达$50\%$）的分数密码破解一个理性的离线对手。
2016-05-04 cs.CR
One Time Pad Password Protection: Using T.E.C. Steganography and Secure Password Transmission Protocols
不久前，我发明了一种加密方法。最有利的评论没有看到一种方法，而是一种技术的集合。尽管如此，所使用的过程在论文《风语计算机》中有所描述。本文是关于隐写方法的描述，该方法的密码分析的努力，并在现实世界中的应用，该方法作为一个答案的密码文件黑客越来越多的问题。前提是该技术是一个时间垫的变体，使用一种新的方式来产生一个时间垫输出的数字输入。在文献中根本没有这种方法用于加密的记录。数字加密通常将明文的字母视为二进制数，并进行一些数学计算以产生密文。用随机生成的密钥插入比特的想法是新的。因此（因为使用唯一随机生成的密钥），加密在密码分析上是不可破解的和/或在计算上是安全的和/或在信息理论上是安全的。有一个学术版本。对解密的挑战迄今尚未产生解密。讨论了该方法的优缺点。黑客不断渗透网络并窃取密码文件。一旦拥有了密码文件，黑客就通过互联网上的分布式处理单独或集体地解密散列密码的值。从而进入系统。这个问题对于CAESAR（Competition for Authenticated Encryption：Security，Applicationability，and Robustness）来说已经变得足够重要，因此需要发表论文来解决这个问题。这里是一个建议的解决方案。虽然一次性密码本存在计算密集的问题，但是对于相对较短长度的密码，计算成本对于所提供的安全性而言可能是成本有效的。
2013-05-14 cs.CR
An Owner-managed Indirect-Permission Social Authentication Method for Private Key Recovery
本文提出了一种非常安全可靠的所有者自管理私钥恢复方法。近年来，公钥认证（PKA）方法被认为是最可行的在线安全解决方案。然而，丢失私钥也意味着丢失与私钥相关联的资产的所有权的风险。对于密钥保护，通常采用的something-you-x解决方案需要一个新的秘密来保护目标秘密，并且由于新的秘密也必须被保护而陷入循环保护问题。为了解决循环保护问题，并提供一个真正安全可靠的解决方案，我们提出了分离的私钥的权限和拥有。然后，我们使用选定受托人的公开公钥创建权限的秘密共享，同时让所有者拥有权限加密的私钥。然后，通过应用社会认证方法，可以容易地检索恢复私钥的许可。我们的分析表明，我们提出的间接许可方法的安全性和可靠性比
2022-09-19 cs.CR
Federated Learning for Cross-Domain Data Privacy: A Distributed Approach to Secure Collaboration
Cornell University（康奈尔大学）；University of Minnesota（明尼苏达大学）；University of California, Los Angeles（加利福尼亚大学洛杉矶分校）；University of California, Berkeley（加利福尼亚大学伯克利分校）；Illinois Institute of Technology（伊利诺伊理工大学）
本文提出一种基于联邦学习的分布式数据隐私保护框架，通过仅共享模型参数实现安全的跨域数据协作，实验证明其在医疗、金融等多域环境中兼具高模型性能与隐私保护能力。
2025-03-31 cs.CR cs.LG
Protection of DVB Systems by Trusted Computing
我们描述了一个概念，采用可信计算技术，以确保条件接收系统（CAS）的DVB。核心是将可信协议嵌入机顶盒或住宅家庭网关。各种部署场景展示了与移动网络运营商（MNO）或其他支付提供商进行收费合作的可能性。
2007-02-14 cs.CR
Hybrid Protection of Digital FIR Filters
数字有限脉冲响应（FIR）滤波器是数字信号处理应用中普遍存在的模块，其行为由其系数决定。为了保护滤波器系数免受攻击者的攻击，已经提出了有效的混淆技术，通过将它们隐藏在诱饵后面或用密钥位替换它们。在这篇文章中，我们首先介绍了一个查询攻击，可以发现这样的混淆FIR滤波器的秘密密钥，不能打破现有的突出攻击。然后，我们提出了第一种混合技术，包括硬件混淆和逻辑锁定使用点函数的保护并行直接和转置形式的数字FIR滤波器。实验结果表明，混合保护技术可以使FIR滤波器具有更高的安全性，同时保持与主要逻辑锁定方法锁定的滤波器相比具有竞争力或优越性的硬件复杂度。它还表明，受保护的乘法器块和FIR滤波器是弹性的现有的攻击。对不同形式和实现的FIR滤波器的仿真结果表明，并行直接形式FIR滤波器具有很好的安全设计潜力。
2023-01-26 cs.CR eess.SP
A Novel Scheme for Generating Secure Face Templates Using BDA
MCERC
在身份管理系统中，常用的生物特征识别系统需要对生物特征模板的保护问题有所认识，以寻求更可靠的解决方案。鉴于这种生物特征模板保护算法应满足基本要求，即安全性，可辨别性和可取消性。由于没有一种模板保护方法能够满足这些要求，提出了一种新的人脸模板生成和保护方案。新方案的提出，以提供新用户注册和认证过程中的安全性和准确性。这种新的方案利用了混合方法和二进制鉴别分析算法。该算法是基于随机投影、二元判别分析和模糊承诺方案设计的。公开可用的基准人脸数据库（FERET，FRGC，CMU-PIE）和其他数据集用于评估。所提出的新方案提高了区分度和识别精度方面的匹配分数的人脸图像的每个阶段，并提供了高的安全性，对潜在的攻击，即暴力和智能攻击。在本文中，我们讨论的结果，即平均匹配得分，计算时间和安全的混合方法和新的方法。
2013-12-29 cs.CR cs.CV
A hybrid chaos map with two control parameters to secure image encryption algorithms
本文提出了一种混合混沌映射的高灵敏度图像加密方法。这种新的映射对起始点以及控制参数的小变化敏感，这导致具有更大的计算复杂性。此外，它具有均匀的分布，提供了新系统对安全应用中的攻击的抵抗力。各种测试和绘图表明，所提出的系统显示更多的混沌行为。最后，为了展示所产生的混沌映射在现有图像加密方法中的能力，我们进一步报道了这方面的一些结果。
2021-10-29 cs.CR
A Secure Electronic Prescription System Using Steganography with Encryption Key Implementation
近年来，由于信息和通信技术的引入，医疗保健得到了重大改善，电子医疗处方是其中一个受益领域。在保护医疗保健信息的整体背景下，处方数据的隐私需要特别处理。本文提出了一个电子处方系统，解决了在药物处方过程中的处方隐私保护的一些挑战。所开发的系统使用扩频图像隐写算法与高级加密标准（AES）的关键实现，提供一个安全的方式提供医疗处方给有关各方。编码和解码的架构是用电子健康记录实现的。所使用的软件开发工具是PHP和MySQL数据库管理系统，分别用于前端和后端数据管理。设计的系统演示表明，隐写术和密码技术在医疗处方的协同组合能够提供一个安全的传输，以适当地为患者的医疗处方提供安全。
2015-02-04 cs.CR cs.CY cs.MM
An Efficient Communication Protocol for FPGA IP Protection
本文提出了一种基于保护的IP安全方案，用于保护FPGA器件上使用的软IP核和硬IP核。该方案基于有限状态机（FSM）混淆，并利用物理不可克隆函数（PUF）生成FPGA唯一标识（ID），这有助于按设备付费许可。我们引入了一个通信协议来保护这个市场中各方的权利。在标准基准电路上的实验结果表明，我们的方案是安全的，攻击弹性，可以实现低面积，功耗和延迟开销。
2021-01-21 cs.AR cs.CR
A Survey on Privacy Risks and Protection in Large Language Models
本文系统综述了大型语言模型面临的隐私泄露与攻击风险，梳理了推理检测、联邦学习等现有防护方法，并提出隐私风险评估与跨学科治理等未来方向。
2025-05-04 cs.CR
Concerted Wire Lifting: Enabling Secure and Cost-Effective Split Manufacturing
在这里，我们通过对互连的明智和良好控制的处理来推进对基于拆分制造（SM）的布局的保护。首先，我们探讨SM的成本-安全权衡，这限制了它的采用。为了解决这个问题，我们提出了有效和高效的策略，以解除网BEOL。为此，我们设计了定制的“升降单元”，我们也提供给社区。此外，我们定义并推广了一个新的指标，网表恢复百分比（PNR），它可以量化对门级盗窃知识产权（IP）的弹性比既定指标更有意义的方式。我们广泛的实验表明，我们优于最近的保护计划的安全性。例如，我们减少了正确的连接率为0\%，通常认为基准，这是第一次在文献中。此外，我们诱导合理的低和可控的开销的功率，性能和面积（PPA）。同时，我们也帮助降低SM的商业成本。
2018-06-03 cs.CR
Non-Malleable Codes with Leakage and Applications to Secure Communication
不可延展代码是保护编码消息不被篡改函数类中的函数修改的随机代码。这些代码的动机是在应用程序中提供篡改弹性，其中加密秘密存储在可篡改的存储设备中，并且保护目标是确保对手不能从他们对设备的篡改中受益。在本文中，我们认为非可塑性代码的保护安全通信对积极的物理层的对手。我们定义了一类功能，密切模型篡改通信的对手谁可以窃听一个常数部分的传输码字，并使用此信息来选择一个向量的篡改功能，将被应用到第二个常数部分的码字组件（可能与第一集重叠）。我们推导出这个函数类的非延展码的速率界，并给出两个模块化的结构。第一个构造在新的设置中适应并为现有构造提供新的分析。第二种构造使用了一种新的方法，该方法导致了非延展性代码的显式构造。我们展示了我们的研究结果在两种设置中对活跃的物理层对手的安全消息通信的应用：窃听II与活跃的对手和安全消息传输（SMT）在网络中。我们讨论了我们的结果和未来的工作方向。
2017-08-17 cs.CR
SAFETY: Secure gwAs in Federated Environment Through a hYbrid solution with Intel SGX and Homomorphic Encryption
最近的研究表明，有效的医疗保健可以受益于使用人类基因组信息。例如，对肿瘤基因组的分析揭示了140个基因的突变导致癌症。因此，许多机构正在使用基因组数据的统计分析，这些数据主要基于全基因组关联研究（GWAS）。GWAS分析基因组序列变异，以确定疾病的遗传风险因素。这些研究通常需要汇集来自不同来源的数据，以揭示遗传变异和疾病之间的统计模式或关系。在这种情况下，主要的挑战是实现一个主要目标：以隐私保护的方式访问多个基因组数据库进行合作研究。由于基因组数据的敏感性和隐私问题，世界不同地区之间实施了跨境基因组数据共享的多管辖区法律和政策。在本文中，我们介绍了一个混合框架SAFETY，它可以使用同态加密在联邦基因组数据集上安全地执行GWAS，并在最近引入了英特尔软件保护扩展（Intel SGX）的安全硬件组件，以确保高效率和隐私。不同的实验设置显示了这种混合框架在GWAS安全传导中的有效性和适用性。据我们所知，这种同态加密与英特尔SGX的混合使用迄今尚未提出或试验。我们提出的框架，安全是最快的4.82倍，比现有的最好的安全计算技术。
2017-03-07 cs.CR
NanoZone: Scalable, Efficient, and Secure Memory Protection for Arm CCA
Hubei Key Laboratory of Distributed System Security, Hubei Engineering Research Center on Big Data Security, School of Cyber Science and Engineering, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学网络空间安全学院）
针对 Arm CCA 难以防御 CVM 内及同进程攻击的问题，本文提出 NanoZone，通过三层轻量级隔离域和用户级 CPI 实现安全高效的细粒度内存保护。
2026-09-28 cs.CR
Image Protection against Forgery and Pixel Tampering based on a Triple Hybrid Security Approach
随着先进数字成像设备的广泛应用，数字图像伪造成为日益严重的攻击模式。在这种攻击场景中，攻击者试图操纵数字图像来隐藏真实图像的一些有意义的信息以用于恶意目的。这导致增加关于保护图像免受完整性篡改的安全性兴趣。提出了一种新的彩色图像防伪和像素篡改保护技术。所提出的方法被设计为一个混合模型，从三个安全技术，消息摘要哈希算法（MD5），高级加密标准-128位（AES），和速记。所提出的方法已被评估使用一组图像质量指标测试嵌入保护代码对图像质量的影响。评价结果表明，基于最低有效位（LSB）的图像保护技术是保持图像质量的最佳技术，与其他两种位替换方法相比。此外，实验结果证明了该方法与文献中的其他技术相比的优越性。
2021-10-17 cs.CR
