Secure Boot from Non-Volatile Memory for Programmable SoC Architectures
在现代嵌入式系统中，在整个产品生存周期中对综合安全标准的信任已经成为越来越重要的进入市场的要求。然而，这些安全标准依赖于强制性免疫假设，诸如通常从非易失性存储器（NVM）加载的初始系统配置的完整性和真实性。这尤其适用于基于FPGA的可编程片上系统（PSoC）架构，因为目标代码以及配置数据很容易超过安全bootROM的容量。在这种情况下，攻击者可以尝试更改NVM设备的内容，以便操纵系统。因此，PSoc依赖于NVM的完整性，特别是在引导时。在本文中，我们提出了一种方法，利用FPGA的可重构逻辑从NVM在一个潜在的不安全的环境中安全地启动。这里，FPGA通过在PSoC上配置和执行从NVM加载的任何用户应用之前执行所需的完整性和真实性验证来充当安全锚点。所提出的安全引导过程基于以下假设和步骤：1）引导配置存储在完全加密的安全数字存储卡（SD卡）或替代地充当NVM的闪存上。2)在引导时，加载称为可信存储器接口单元（TMIU）的硬件设计，以首先验证所部署的NVM的真实性，然后在解密后验证其内容的完整性。为了证明我们的方法的实用性，我们将该方法集成到Xilinx Zynq PSoC的供应商特定的安全引导过程中，并评估了设计目标性能，功耗和资源成本。
2020-04-20 cs.AR cs.CR
EIFFeL: Ensuring Integrity for Federated Learning
联邦学习（FL）使客户端能够与服务器协作来训练机器学习模型。为了确保隐私，服务器执行来自客户端的更新的安全聚合。不幸的是，这会阻止对更新的格式良好性（完整性）的验证，因为更新被屏蔽了。因此，可以在没有检测到的情况下注入旨在毒害模型的畸形更新。在本文中，我们正式的问题，确保\textit{both}更新的隐私性和完整性在FL，并提出了一个新的系统，\textsf{EIFFeL}，使安全聚合的\textit{verified}更新。\textsf{EIFFeL}是一个通用框架，它可以强制执行\textit{arbitrary}完整性检查并从聚合中删除格式错误的更新，而不会侵犯隐私。我们的实证评估证明了\textsf{EIFFeL}的实用性。例如，使用$100$客户端和$10\%$中毒，\textsf{EIFFeL}可以训练MNIST分类模型，使其与未中毒的联邦学习者的分类模型具有相同的准确性，每次迭代只需$2.4s$。
2022-09-12 cs.CR
SMART: Secure Magnetoelectric AntifeRromagnet-Based Tamper-Proof Non-Volatile Memory
存储行业正朝着新兴的非易失性存储器（NVM）发展，包括自旋转移矩磁阻随机存取存储器（STT-MRAM）和相变存储器（PCM），这是由于它们的高密度和低功率操作。在本文中，我们展示了，第一次，电路模型和性能基准测试的畴壁（DW）反转为基础的磁电-反铁磁随机存取存储器（ME-AFMRAM）在单元级和阵列级。我们还提供了基于拓扑绝缘体驱动的异常霍尔读出的相干旋转存储器切换的前景。在相干旋转机制中，与太赫兹范围反铁磁动力学耦合的超低功率磁电开关导致与包括STTMRAM和PCM的其他NVM相比，ME-AFMRAM的每比特能量和延迟度量显著更低。在表征了新型ME-AFMRAM之后，我们利用其独特的特性来构建一个密集的、片上的、安全的NVM平台，称为SMART：一种安全的基于磁电反铁磁体的防篡改非易失性存储器。从数据安全的角度来看，新的NVM技术带来了挑战和机遇。例如，它们对磁场和温度波动的敏感性，以及掉电后的数据剩磁，使NVM容易受到数据窃取和篡改攻击。所提出的SMART存储器不仅对试图泄漏敏感信息的数据机密性攻击有弹性，而且还确保数据完整性并防止对存储器的拒绝服务（DoS）攻击。它不受利用0和1逻辑电平的非对称读/写签名的特定功率侧信道（PSC）攻击和监视来自芯片背面的光发射签名的光子侧信道攻击的影响。
2020-04-26 cs.CR cs.ET
RSAED: Robust and Secure Aggregation of Encrypted Data in Wireless Sensor Networks
近年来，无线传感器网络中的安全网内聚合成为一个具有挑战性的问题，由于传感器部署在网络中的大量应用和安全需求，该领域的研究得到了广泛的关注。在过去的几年中，已经提出了加密数据的聚合，以保持传感器和sink之间的秘密性，因此提供了端到端的数据机密性。但是，数据完整性问题没有得到解决。在本文中，我们提出的RSAED，允许在中间结点的完整性验证，确保基站接收的密文，只有来自合法的节点，也提高了效率。通过实现结果，我们评估我们的计划，计算和通信开销。
2012-12-11 cs.CR
PROPYLA: Privacy Preserving Long-Term Secure Storage
当今越来越多的敏感信息被电子地存储，并且该信息的实质部分（例如，健康记录、税务数据、法律文件）必须长时间保留（例如，几十年甚至几百年）。当存储敏感数据时，必须保护完整性和机密性，以确保可靠性和隐私性。然而，常用的加密方案并不是为在如此长的时间段内保护数据而设计的。最近，提出了第一个将长期完整性与长期机密性保护相结合的存储架构（AsiaCCS'17）。然而，该架构仅处理简化的存储场景，其中部分存储数据无法单独访问和验证。然而，如果这是允许的，则不仅数据内容本身，而且对数据的访问模式（即，在什么时间访问哪些数据项的信息）可以是敏感信息。在这里，我们提出了第一个长期的安全存储体系结构，提供长期的访问模式隐藏的安全性，除了长期的完整性和长期的机密性保护。为了实现这一点，我们结合信息理论的秘密共享，可再生的时间戳，可再生的承诺与信息理论的不经意的随机访问机。我们提出的架构的性能分析表明，实现长期的完整性，机密性和访问模式隐藏安全是可行的。
2019-04-27 cs.CR
Physically Unclonable Functions for Secure IoT Authentication and Hardware-Anchored AI Model Integrity
Department of Electrical and Computer Science, Florida Atlantic University（佛罗里达大西洋大学电气与计算机科学系）
本文综述了用于AI赋能物联网系统的硬件根信任机制，比较了TPM、PUFs、混合容器感知硬件根信任等方法，指出PUFs和混合信任锚在大规模AI物联网系统中具有平衡的前景，而软件-only方法在对抗和物理暴露环境中不足。
2026-04-23 cs.CR
ZIRCON: Zero-watermarking-based approach for data integrity and secure provenance in IoT networks
针对物联网资源受限下数据完整性与安全溯源难的问题，提出零水印方案ZIRCON，通过源节点生成水印将溯源信息存入防篡改集中数据库，经分析验证其轻量、抗攻击且性能优于现有方案。
2023-04-29 cs.CR
A Secure and Persistent Memory System for Non-volatile Memory
在非易失性存储器中，保证持久数据的安全性和正确性是最基本的。然而，在现有的工作中，安全性和持久性问题通常是独立研究的。为了同时实现数据安全性和持久性，简单地将现有的持久性方案与内存加密相结合是低效的，这是由于崩溃不一致性和显著的性能下降。为了解决安全性和持久性之间的矛盾，提出了一种安全持久存储系统SecPM，它由计数器缓存写通（CWT）方案和局部感知计数器写减少（CWR）方案组成.具体来说，SecPM利用CWT方案通过确保数据及其计数器在数据刷新完成之前是持久的来保证崩溃一致性，并且利用CWR方案通过利用计数器存储、日志和数据写入的空间局部性来提高系统性能。我们在gem 5中使用NVMain实现了SecPM，并使用五种广泛使用的工作负载对其进行了评估。大量的实验结果表明，SecPM通过使用CWR方案减少了多达一半的写请求，并将事务执行速度提高了1.3-2.0倍，并且在大事务中实现了接近未加密持久存储系统的性能。
2019-01-03 cs.AR cs.CR cs.DC
The Secure Machine: Efficient Secure Execution On Untrusted Platforms
在这项工作中，我们提出了安全机器，SeM的短，CPU架构的安全计算扩展。SeM使用少量的片内附加硬件来监控CPU芯片内的关键通信通道，并仅在需要时才采取行动。SeM为安全程序提供机密性和完整性，而无需信任平台软件或任何片外硬件。SeM支持在单核或多核、多CPU上运行的单线程和多线程应用程序的现有二进制文件。它导致的性能下降只有百分之几，其中大部分是由于在许多安全架构中常用的内存加密层。我们还开发了SeM-Prepare，这是一种软件工具，可以自动使用附加指令对现有应用程序（二进制文件）进行检测，以便它们可以在我们的架构上安全地执行，而无需任何编程工作或所需程序源代码的可用性。为了在共享内存环境中实现安全的数据共享，我们开发了安全分布式共享内存（SDSM），这是一种高效的（时间和内存）算法，允许数千个计算节点在不受信任的计算环境中运行时安全地共享数据。SDSM在性能上的降低可以忽略不计，并且它需要的硬件资源可以忽略不计。我们开发了分布式内存完整性树，一种增强单节点完整性树的方法，用于保持运行在不可信计算环境中的分布式应用程序的完整性。我们表明，我们的方法是适用于现有的单节点完整性树，如Merkle树，盆景Merkle树，英特尔的SGX内存完整性引擎。所有这些构建块可以一起使用以形成实用的安全系统，并且一些可以与其他安全系统结合使用。
2018-03-11 cs.AR cs.CR cs.DC
Confidential Consortium Framework: Secure Multiparty Applications with Confidentiality, Integrity, and High Availability
针对云环境下多方应用难以同时保证机密性、完整性和高可用性的问题，提出机密联盟框架（CCF），结合集中计算与去中心化信任，利用可信执行环境和不可变账本，支持透明治理和自定义应用逻辑，实现安全有状态应用。
2023-10-17 cs.CR cs.DC
Towards Immutability: A Secure and Efficient Auditing Framework for Cloud Supporting Data Integrity and File Version Control
针对云存储信息审计难题，本文提出基于Merkle哈希树的Entangled Merkle Forest架构，结合半可信第三方审计，在中心化云环境实现区块链级不可篡改性，同时降低同步与性能开销，效率优于同类区块链方案。
2023-08-05 cs.CR
HexaMorphHash HMH- Homomorphic Hashing for Secure and Efficient Cryptographic Operations in Data Integrity Verification
针对分布式系统动态场景下传统哈希重哈希成本高、一致性哈希负载均衡与扩展性不足的问题，提出基于格的同态哈希HexaMorphHash，实现常数时间增量更新与抗量子安全，在效率、内存和扩展性上优于现有方案。
2025-07-01 cs.CR cs.DB
A Secure, Confidential, and Verifiable Decision Support System
Sapienza University of Rome（罗马大学）；George Mason University（乔治梅森大学）；Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Fraunhofer Gesellschaft（弗劳恩霍夫协会）；Utrecht University（乌得勒支大学）
本文提出SPARTA系统，利用可信执行环境实现决策过程的自动化，通过加密技术保障隐私、完整性和可用性，同时支持定制、验证和安全性。
2026-04-22 cs.CR
SEVurity: No Security Without Integrity -- Breaking Integrity-Free Memory Encryption with Minimal Assumptions
不采用云服务的一个原因是对云提供商的信任：由于他们控制着虚拟机管理程序，因此他们可以访问系统中处理的任何数据。针对虚拟机（VM）的全内存加密可防止好奇的云提供商以及其他受损的虚拟机管理程序。AMD安全加密虚拟化（SEV）是最流行的基于硬件的虚拟机全内存加密。它的最新扩展SEV-ES还在上下文切换期间保护整个VM状态，旨在确保主机既不了解VM内部处理的数据，也不能修改其执行状态。以前的几个作品已经分析了SEV的安全性，并表明，通过控制I/O，有可能泄露数据，甚至获得对VM执行的控制。在这项工作中，我们介绍了两种新的方法，使我们能够注入任意代码到SEV-ES安全的虚拟机。由于缺乏适当的完整性保护，重用现有的密文就足以构建高速加密预言机。因此，我们的攻击不再依赖于对I/O的控制，而这是以前攻击所需要的。由于I/O操作是高度可检测的，因此我们的攻击更隐蔽。此外，我们对AMD在更新的处理器上使用的以前未知的、改进的基于Xor-Encrypt-Xor（XEX）的加密模式进行了反向工程，并首次展示了我们的新攻击如何克服它。
2020-04-23 cs.CR
Noise-Resilient Homomorphic Encryption: A Framework for Secure Data Processing in Health care Domain
本文提出全同态完整性模型（HIM），通过有理数噪声管理、个性化素数密钥生成及稳健解密机制，实现医疗数据安全实时处理，加密时间降至35毫秒，解密时间降至140毫秒，密文大小仅4KB。
2024-12-16 cs.CR
Data Integrity Threats and Countermeasures in Railway Spot Transmission Systems
现代火车依靠位于轨道上的应答器（通信信标）在它们穿越铁路网络时提供位置信息。符合欧洲应答器标准的应答器在设计时没有考虑到安全性，因此容易受到针对数据可用性、完整性或真实性的网络攻击。在这项工作中，我们讨论了数据完整性威胁的应答器传输模块，并使用高保真仿真研究数据完整性攻击所带来的风险。为了减轻这种风险，我们提出了一个实用的两层解决方案：在设备级，我们设计了一个轻量级的和低成本的加密解决方案，以保护位置信息的完整性;在系统层，我们设计了一个安全的混合训练速度控制器，以减轻各种攻击下的影响。我们的仿真结果证明了我们提出的解决方案的有效性。
2017-09-18 cs.CR
Secure Operations on Tree-Formed Verification Data
我们定义了安全操作与树形，受保护的验证数据寄存器。在概念上将功能添加到可信平台模块（TPM）以处理平台配置寄存器（PCR），其表示保护树形成的存储测量寄存器（SML）的完整性的哈希树的根。这使得能够验证和更新SML的内部节点，甚至能够以与普通PCR相同的安全级别证明其值。作为一个重要的应用，它是如何证明SML子树，使平台属性的证明。
2010-08-19 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 Secure Medical Record Sharing Scheme Based on Blockchain and Two-fold Encryption
针对电子医疗记录共享中的隐私与完整性问题，提出结合非对称加密、动态DNA编码和区块链分用户存储的双重加密共享方案，并验证其有效性。
2023-02-09 cs.CR
LLM-IFT: LLM-Powered Information Flow Tracking for Secure Hardware
本文提出LLM-IFT，利用大语言模型的结构化推理对硬件设计进行层次化依赖分析，在Trust-Hub测试用例上实现了100%的机密性与完整性信息流追踪准确率。
2025-04-09 cs.CR
Towards Remotely Verifiable Software Integrity in Resource-Constrained IoT Devices
本文系统研究了资源受限低端IoT设备的低成本远程软件完整性验证架构，定性和定量比较了不同完整性证明的表达能力、架构支持与成本，并指出了未来研究方向与挑战。
2024-01-11 cs.CR
A secure archive for Voice-over-IP conversations
提出了一种有效的基于VoIP的两方会话的完整性安全存档。该解决方案基于哈希链和连续链式电子签名。安全性集中在一个有效的组件中，允许进行详细的分析。
2006-06-07 cs.CR
Secure Physical Layer Communications for Low-Altitude Economy Networking: A Survey
本文系统综述了低空经济组网中物理层通信的安全对策，涵盖抗窃听、认证、抗干扰、欺骗防御、异常检测与注入防护，并展望了高能效安全、多无人机协作、AI防御、空天地一体化及6G安全通信等未来方向。
2025-04-12 cs.CR
Terrapin Attack: Breaking SSH Channel Integrity By Sequence Number Manipulation
本文提出 Terrapin 攻击，利用未认证握手消息与密钥激活时序列号不重置实施 SSH 前缀截断，并给出协议修复方案。
2024-05-07 cs.CR
Acoustic Integrity Codes: Secure Device Pairing Using Short-Range Acoustic Communication
TU Darmstadt（达姆施塔特工业大学）
安全设备配对（SDP）依赖于带外通道来验证设备。这需要一个通用的硬件接口，这限制了现有SDP系统的使用。我们建议使用短距离声学通信的初始配对。音频硬件通常在现有的现成设备上可用，并且可以从用户空间访问，而无需修改固件或硬件。我们通过设计声学完整性码（AIC）改进了以前的方法：一种在声学物理层上提供消息认证的调制方案。我们分析了它们的安全性，并证明了我们可以通过设计具有低自相关性的信号来抵御信号消除攻击。我们的系统可以检测遮蔽攻击，使用一个阈值的三元决策函数。在我们的SDP方案的安全性和鲁棒性的评估，我们实现了低于0.1%的净比特率为100 bps的信噪比（SNR）为14 dB的误码率。使用我们在Android智能手机上的开源概念验证实现，我们演示了不同智能手机型号之间的配对。
2020-08-10 cs.CR cs.NI cs.SD
Tailoring the Cyber Security Framework: How to Overcome the Complexities of Secure Live Virtual Machine Migration in Cloud Computing
本文提出了一种新的安全实时虚拟机迁移框架，通过使用虚拟可信平台模块实例来提高从一个虚拟机到同一平台上的另一个虚拟机的迁移过程的完整性。拟议的框架，被称为Kororandum，是在公共基础设施即服务云计算环境上设计和开发的，并在相同的硬件组件（输入/输出，中央处理器，内存）和相同的管理程序（Xen）上同时运行;然而，在实施Kororandum之前需要评估参数的组合。在传统的分布式计算环境中，Kororecast的实现是不可行的。它需要具有高性能功能的固定资源，并通过高速、可靠的网络连接。确定了以下研究目标以识别云系统中的实时虚拟机迁移的完整性特征：了解与云计算、虚拟可信平台模块、虚拟化、实时虚拟机迁移和管理程序相关的安全问题;识别所提出的框架的需求，包括与不同管理程序之间的实时虚拟机迁移相关的需求;设计并验证所提出的框架的模型、流程和架构特征;提出并实现云环境的端到端安全架构蓝图，提供保护机制的集成视图，然后验证所提出的框架，以提高实时VM迁移的完整性。其次是全面审查的评估系统架构和拟议的框架状态机。因此，本文的总体目标是从云架构和云计算的角度详细分析云计算安全问题。[摘要]
2021-10-09 cs.CR
Security of mobile agents: a new concept of the integrity protection
移动技术（移动电话、中间件）的最新发展需要新的方法来保护通过网络传输的代码。所提出的机制不仅保护编译的程序，而且保护可以在其“旅程”期间收集的数据。最古老和最简单的方法更多地集中在代码本身的完整性和未授权操作的检测上。其他更高级的建议不仅保护代码，还保护执行状态和收集的数据。本文分为两个部分。第一个主要致力于保护代码和保护其完整性的不同方法;从水印和指纹开始，直到专门为移动代理系统设计的方法：加密函数，密码跟踪，时间限制的黑盒安全，链式MAC协议，可公开验证的链式数字签名第二部分提出了为移动代理提供完整性保护的新概念，基于零知识证明系统。
2005-06-29 cs.CR
Dealing With Curious Players in Secure Networks
在安全通信网络中，存在大量需要处理的用户行为问题。好奇的玩家对这样一个网络的完整性构成了非常真实和严重的威胁。通过穿越网络，一个好奇的玩家可以发现秘密信息，用户不需要知道，只要假装成忠诚度检查。忠诚度检查只是为了衡量网络对恶意行为的玩家的完整性。我们希望提出一种方法，它可以处理好奇的球员试图获得“需要知道”的信息使用相结合的容错，密码学和博弈论的方法。
2004-04-02 cs.CR cs.GT cs.MA
DroneXNFT: An NFT-Driven Framework for Secure Autonomous UAV Operations and Flight Data Management
本文提出 DroneXNFT 理论框架，利用 NFT、密码学、智能合约与访问控制保障 UAV 飞行数据的完整性、所有权转移及安全共享。
2024-09-10 cs.CR
Design and Performance Analysis of Unified Reconfigurable Data Integrity Unit for Mobile Terminals
安全性已经成为移动服务中的主要问题之一。在最近的移动设备，如软件定义无线电（SDR）的发展中，发现软件下载的安全方法是重新配置所必需的。哈希函数是用于身份验证和数据完整性的重要安全原语。提出了一种软件无线电中完整性单元的VLSI实现结构。该结构具有可重构性，可以工作在SHA-192和MD-5两种不同的工作模式下。由于采用了适当的设计技术，该结构实现了多模式工作，从而使分配的区域资源保持在最小水平。该架构还实现了高速性能与流水线设计的结构。在工作频率、分配面积和面积延迟积等方面与相关的散列函数实现进行了比较。所提出的完整性统一可以集成在安全系统中，用于实现无线协议的网络，在数据传输的完整性的特殊需求。
2010-03-07 cs.CR
Secure Collaborative Training and Inference for XGBoost
近年来，梯度提升决策树学习被证明是训练鲁棒模型的一种有效方法。此外，多方之间的协作学习有可能使所有相关方都受益匪浅，但由于业务、监管和责任方面的考虑，组织在共享敏感数据方面也遇到了障碍。我们提出了安全XGBoost，这是一个隐私保护系统，可以对XGBoost模型进行多方训练和推理。Secure XGBoost在硬件飞地的帮助下保护各方数据的隐私以及计算的完整性。至关重要的是，Secure XGBoost使用新颖的数据无关算法增强了飞地的安全性，这些算法可以防止通过访问模式泄漏引起的飞地上的访问侧信道攻击。
2020-10-06 cs.CR
Perfectly Secure Communication, based on Graph-Topological Addressing in Unique-Neighborhood Networks
我们考虑网络图$G=(V,E)$，其中相邻节点共享共同的秘密。在这种情况下，某些用于完美端到端安全性的技术（在保密性、真实性（意味着完整性）和可用性的意义上，即，CIA+）可以在没有端到端共享秘密和没有计算困难性假设的情况下适用。为此，我们引入并研究了唯一邻域网络的概念，其中节点在其图形拓扑邻域上是唯一可识别的。虽然这个概念是由认证激发的，但它可以作为网络中寻址节点的技术不可知（但拓扑感知）形式而享有更广泛的适用性。
2023-01-18 cs.CR
A Comprehensive Framework for Building Highly Secure, Network-Connected Devices: Chip to App
本文提出一个从硬件到应用层的综合安全框架，涵盖密钥管理、固件验证、TLS 1.3通信及后量子密码，为制造商提供构建安全连接设备的指导。
2025-01-23 cs.CR cs.NI
Blockchain-enhanced Integrity Verification in Educational Content Assessment Platform: A Lightweight and Cost-Efficient Approach
本文提出基于Polygon区块链的教育内容评审平台EPEC完整性验证框架，通过智能合约与UID关联链上链下数据，实现安全加密评审，Gas费用较以太坊降低98%，兼具轻量性与经济高效性。
2024-09-29 cs.CR cs.SE
Secure IoT Data Analytics in Cloud via Intel SGX
物联网设备在我们日常生活中的日益普及正在产生大量数据，其中大部分是私人信息，需要仔细维护和安全的存储系统来确保数据的完整性和保护。此外，巨大的物联网生态系统为用户提供了通过将其设备和其他服务与基于规则的程序互连来实现系统自动化的机会。用于存储和处理敏感物联网数据的云服务很容易受到外部威胁的影响。因此，需要保护敏感的物联网数据和基于规则的程序免受网络攻击。为了应对这一重要挑战，在本文中，我们提出了一个框架来维护物联网数据的机密性和完整性以及基于规则的程序执行。我们设计的框架，以保护数据隐私，利用可信执行环境（TEE），如英特尔SGX，和端到端的数据加密机制。我们通过在SGX中使用模拟和真实的物联网设备数据安全地执行基于规则的程序来评估该框架。
2020-08-10 cs.CR cs.DB
AUDITEM: Toward an Automated and Efficient Data Integrity Verification Model Using Blockchain
数据篡改通常被认为是工业应用中的一个严重问题，因为它可能导致不准确的财务报告，甚至是企业安全危机。正确的数据表示对于公司的核心业务流程至关重要，也是投资者和客户的需求。传统的数据审计是通过第三方审计服务来执行的;然而，这些服务价格昂贵，并且在某些情况下可能不值得信赖。区块链和智能合约提供了一种去中心化的机制来实现安全和可信的数据完整性验证;然而，现有的解决方案在可扩展性、隐私保护和数据法规合规性方面存在挑战。在本文中，我们提出了自动化和分散式集成验证模型（AUDITEM），以帮助业务利益相关者以可信和自动化的方式验证数据完整性。为了解决现有完整性验证过程中的挑战，我们的模型使用精心设计的智能合约和分布式文件系统来存储完整性验证属性，并使用区块链来增强数据证书的真实性。为了支持易用的接口和可定制的验证操作，还开发了一个名为数据完整性验证工具（DIVT）的子模块。本文提出了一个详细的实施方案，并设计实验来验证所提出的模型。实验和分析结果表明，我们的模型是可行的和有效的，以满足各种业务需求的数据完整性验证。
2022-07-01 cs.CR
SECCS: SECure Context Saving for IoT Devices
物联网设备的能耗是一个非常重要的问题。出于这个原因，已经开发了许多技术来允许物联网节点了解可用能量的量。当能量丢失时，设备停止并保存其状态。这些技术之一是上下文保存，依赖于使用非易失性存储器（NVM）来存储和恢复设备的状态。然而，就物联网设备处理安全而言，这些信息可能是攻击的目标，包括篡改和窃取机密数据。在本文中，我们提出了一个安全的上下文保存（SECCS）的方法，提供了一个上下文保存过程和一个硬件模块，易于实现内的片上系统（SoC）。这种方法为保存到目标NVM中的所有CPU内容提供机密性和完整性。
2019-03-11 cs.CR
Secure and Transparent Medical Record Management System Using Python and Blockchain
本文提出基于区块链与智能合约、使用 Python 实现的安全透明医疗记录管理系统，通过去中心化存储、自动化权限流程和患者密钥控制提升安全性、完整性与隐私。
2024-08-04 cs.CR
TOUCAN: A proTocol tO secUre Controller Area Network
现代汽车不再是纯粹的机械设备，而是包含了如此多的数字技术，以至于它们类似于计算机网络。电子控制单元（ECU）需要交换大量数据才能使汽车的各种功能正常工作，如果我们希望这些功能在攻击者恶意活动的情况下按预期工作，则必须确保这些数据的安全性。TOUCAN是一种新的安全协议，旨在确保安全，同时符合CAN和AUTOSAR标准。它在真实性、完整性和机密性方面实现了安全性，但无需升级现有ECU（的硬件）或使用新组件丰富网络。开销是微小的，即帧的数据字段的大小的减小。一个原型实现在STM32F407Discovery板上表现出良好的性能。
2021-11-23 cs.CR
Architecting the Secure AI-SOC: A Neurosymbolic Framework for Pipeline Integrity and Threat Mitigation
Aristotle University of Thessaloniki（塞萨洛尼基亚里士多德大学）；Clone Systems（克隆系统公司）
针对LLM集成SOC面临的日志投毒间接提示注入威胁，提出神经符号纵深防御架构，结合确定性SIEM解码器与NeMo Guardrails语义验证，有效瓦解提示软件杀伤链，保障管道完整性。
2026-09-11 cs.AI cs.CR
A Novel Chaos-Based Cryptographic Scrambling Technique to Secure Medical Images
本文提出一种基于混沌映射的医学图像加密置乱技术，通过混沌置乱缓解传统混淆扩散缺陷，并利用分岔图、李雅普诺夫指数等验证其安全性能。
2025-02-15 cs.CR
Formal Verification of Secure Encrypted Virtualization
University of Florida（佛罗里达大学）；AMD（超威半导体）
针对AMD SEV机密虚拟机缺乏形式化安全保障的问题，提出设计级和属性级抽象模型并进行属性检查，以确保机密性、完整性和可用性。
2026-05-31 cs.AR cs.CR
SecDDR: Enabling Low-Cost Secure Memories by Protecting the DDR Interface
SecDDR面向DDRx直接连接内存提出低成本重放攻击保护方案，通过在ECC芯片DRAM裸片上放置有限安全逻辑，避免内存侧数据认证且不改变DDR协议，实现接近仅加密内存的性能并显著优于完整性树和认证通道。
2023-10-27 cs.AR cs.CR
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
Leaking Uninitialized Secure Enclave Memory via Structure Padding (Extended Abstract)
英特尔软件防护扩展（SGX）旨在为用户级进程提供一个隔离的执行环境（称为安全区），以最大限度地提高其机密性和完整性。在本文中，我们研究了如何通过结构填充泄漏安全飞地内的未初始化数据。我们发现，在ECALL和OCALL期间，英特尔SGX软件开发工具包（SDK）自动生成的代理函数将结构变量从安全区完全复制到正常内存，以返回ECALL函数的结果，并将输入参数传递给OCALL函数。如果结构变量包含填充字节，则可以通过填充字节将未初始化的飞地存储器（其可能包含诸如私钥的机密数据）复制到正常存储器。我们还考虑了针对这些安全威胁的潜在对策。
2017-10-25 cs.CR
A Blockchain-Based Audit Mechanism for Trust and Integrity in IoT-Fog Environments
University of Montreal（蒙特利尔大学）；Polytechnique Montreal（蒙特利尔理工大学）
本文提出一种基于区块链的物联网-雾计算审计机制，通过简化认证与货币化、服务审计验证完整性以及激励惩罚机制，保障去中心化环境中雾节点的可信与诚实。
2026-11-09 cs.CR
Secure Cloud Storage Protocols with Data Dynamics Using Secure Network Coding Techniques
在云计算时代，存储空间有限的云用户可以将其数据外包给远程服务器。这些服务器，而不是金钱上的好处，提供检索其客户的数据在任何时间点。安全的云存储协议使客户端能够检查外包数据的完整性。在这项工作中，我们探讨了构建一个安全的云存储的动态数据，利用安全网络编码中涉及的算法的可能性。我们表明，一些安全的网络编码方案可以用来构建高效的安全云存储协议的动态数据，我们构建这样的协议（DSCS I）的基础上的安全网络编码协议。据我们所知，DSCS I是第一个使用安全网络编码技术构建的动态数据安全云存储协议，在标准模型中是安全的。虽然通用动态数据支持任意插入、删除和修改，但仅添加数据在现实世界中有许多应用。我们构建了另一个特定于仅附加数据的安全云存储协议（DSCS II），它克服了DSCS I的一些限制。最后，我们提供了原型实现DSCS I和DSCS II，以评估其性能。
2020-06-07 cs.CR
Closing the loop of SIEM analysis to Secure Critical Infrastructures
关键基础设施保护是过去几年的主要挑战之一。安全信息和事件管理（SIEM）系统被广泛用于应对这一挑战。然而，它们目前存在一些必须克服的限制。在本文中，我们提出了一个增强的SIEM系统中，我们引入了新的组件，i）使多层数据分析，ii）解决安全策略之间的冲突，并发现未经授权的数据路径，以这种方式能够重新配置网络设备。此外，该系统还通过弹性事件存储来丰富，以确保存储的事件的完整性和不可伪造性。
2014-05-12 cs.CR
Blockchain-Enabled Secure Logging for Fiscal Electronic Mechanisms: Evaluation of the Greek eSEND and myDATA Tax Systems
Hellenic Mediterranean University（希腊地中海大学）
本文评估希腊eSEND、myDATA等税务系统的区块链安全日志应用，发现硬件财政机制比纯软件发票架构的防篡改能力更强，指出电子发票框架存在缺陷并提出改进方案。
2026-09-07 cs.AI cs.CR econ.EM
A Secure Database System using Homomorphic Encryption Schemes
云计算作为一种有吸引力的解决方案出现，可以委托存储和处理机密数据。然而，这种系统会遇到几个安全风险，因为安全加密的数据在处理之前应该被解密。因此，解密的数据容易被读取和更改。因此，自1978年RSA加密方案发表以来，处理加密数据一直是一个研究课题。本文提出了一种基于同态加密方案的关系数据库系统，以保护数据的完整性和机密性。我们的系统在加密数据上执行SQL查询。我们测试了我们的系统与最近开发的同态方案，使执行的算术运算的密文。我们表明，所提出的系统执行准确的SQL操作，但其性能阻碍了该系统的实际实施。
2015-12-11 cs.CR
Secure management of logs in internet of things
自从计算机出现以来，管理数据就变得极其重要。随着无数设备被添加到网络基础设施中，需要存储的数据也相应增加。随着物联网（IOT）的出现，预计在未来十年内，数十亿台设备将成为互联网的一部分。由于这些设备将在很少或没有人为干预的情况下定期相互通信，因此将快速生成过多的实时的数据，这将导致大量的日志文件。除了与存储有关的复杂性外，还必须在启用物联网的设备中维护这些日志的机密性和完整性。本文将简要概述如何将日志高效安全地存储在物联网设备中。
2015-07-17 cs.CR
EILID: Execution Integrity for Low-end IoT Devices
针对低端IoT设备运行时动态安全防护不足的问题，提出基于CASU混合信任根的EILID架构，通过半自动代码插桩和安全影子栈实现细粒度控制流完整性，保障软件执行完整性。
2025-01-16 cs.CR
Towards Blockchain-Driven, Secure and Transparent Audit Logs
审计日志是企业业务系统中的关键组件，用于审计、存储和跟踪对数据所做的更改。然而，审计日志容易受到一系列攻击，这使得攻击者能够篡改数据和相应的审计日志。在本文中，我们介绍了BlockAudit：一个可扩展的防篡改系统，它利用审计日志的设计属性和区块链的安全保证来实现安全和可信的审计日志。为此，我们构建了BlockAudit的设计方案，并概述了其操作程序。我们在Hyperledger上实现了我们的设计，并从延迟、网络大小和有效负载大小方面评估了其性能。我们的研究结果表明，传统的审计日志可以无缝过渡到BlockAudit，以实现更高的安全性，完整性和容错。
2018-11-25 cs.CR
Empowering IoT Firmware Secure Update with Customization Rights
针对 IoT 模块级固件定制带来的更新攻击面，本文提出 IMUP 框架，通过变色龙哈希、PoW 卸载与缓存实现可信完整性链和高效更新。
2025-07-25 cs.CR
