Cryptanalysis of the SASI Ultralightweight RFID Authentication Protocol with Modular Rotations
在这项工作中，我们提出了第一个被动攻击的SASI轻量级认证协议与模块化旋转。这可以用于完全恢复RFID标签的秘密$ID$，该秘密是协议被设计为隐藏的值。攻击最初被描述为用于恢复秘密值$ID$的$\lfloor log_2(96) \rfloor=6$位，其结果是其本身允许对任何给定标签进行可追溯性攻击。然而，所提出的方案可以被扩展以获得任何数量的秘密$ID$的比特，只要足够大数量的成功的连续会话被窃听。我们还提出了攻击的效率，和一些想法，以确保这个版本的SASI协议的结果。
2008-11-26 cs.CR
Perfectly Secure Message Transmission in Two Rounds
在被称为“完全安全消息传输”（PSMT）的模型中，发送方Alice通过n个并行的双向通道连接到接收方Bob。一个计算能力无限的对手夏娃控制着这些通道中的t个，这意味着她可以获取和改变通过这些通道传输的任何数据。发送者Alice希望私下和可靠地向Bob传送秘密消息，即以这样的方式，Eve将不会获得关于消息的任何信息，而Bob将能够完全恢复它。在本文中，我们专注于工作在两个传输轮n= 2t+1的协议。我们打破了以前的工作，通过以下一个概念上更简单的蓝图实现PSMT协议。我们降低了以前最著名的通信复杂性，即传输1位秘密所需的位数，从O（n^3 log n）到O（n^2 log n）。我们的协议还回答了Kurosawa和Suzuki提出的一个问题，迄今为止还没有解决：他们的协议对于大小为O（n^2 log n）位的秘密达到了最佳传输速率，作者提出了降低这个阈值的问题。因此，时间复杂度为O（n log n）。此外，我们展示了我们的协议可以适应网络编码的背景下。
2016-08-05 cs.CR
Preventing Your Faults From Telling Your Secrets: Defenses Against Pigeonhole Attacks
新的硬件原语（如英特尔SGX）在存在不受信任或受损的操作系统的情况下保护用户级进程。这种“飞地执行”系统容易受到多个侧通道的攻击，其中之一是页面错误通道。在本文中，我们表明，页面错误侧通道有足够的信道容量，以提取加密密钥位的商品实现的加密例程在OpenSSL和Libgcrypt --泄漏27%的平均和高达100%的秘密位在许多案例研究。为了减轻这一点，我们提出了一个软件的防御，通过确定程序的内存访问行为来掩盖页面错误模式。我们表明，这样的技术可以内置到一个编译器，并实现它的一个子集的C，这是足以处理我们研究的加密例程。这种防御在一般情况下实现时可能会有高达4000倍的显着开销，但在开发人员辅助的编译器优化的帮助下，在我们的案例研究中，开销最多减少到29.22%。最后，我们讨论了硬件辅助防御的范围，并展示了一个解决方案，该解决方案可以在硬件更改的支持下将开销降低到6.77%。
2016-01-12 cs.CR
Improving ML Attacks on LWE with Data Repetition and Stepwise Regression
FAIR at Meta（Meta FAIR）；Duke University（杜克大学）
本文通过增大训练集和重复样本提升对LWE的ML攻击效果，引入逐步回归技术恢复密钥中的'冷位'，并发现模型尝试、数据集大小和重复样本间存在幂律关系。
2026-04-05 cs.CR cs.LG
Man-in-the-Middle Attack Resistant Secret Key Generation via Channel Randomization
基于物理层的密钥生成方案利用信道的互易性来提取秘密密钥，可以实现对窃听者的信息论保密。这样的方法虽然实用，但已经被证明易受中间人（MitM）攻击的影响，其中主动对手Mallory可以通过在观察到来自Alice和Bob的高度相关的信道/RSS测量时注入她自己的分组来影响和推断Alice和Bob之间生成的秘密密钥的一部分。由于所有信道在信道相干时间内保持稳定，所以Mallory注入的数据包使Alice和Bob测量类似的RSS，这使得Mallory能够成功地预测导出的密钥位。为了抵御这样的MitM攻击，我们建议利用一个可重新配置的天线在一个合法的收发器主动随机化的信道状态在不同的信道探测轮。天线模式在每个探测回合的随机化打破了从对手到合法设备的信道的时间相关性，同时保留了后者之间的信道的互易性。这防止了来自对手的密钥注入，而不影响Alice和Bob测量公共随机性的能力。我们从理论上分析了协议的安全性，并进行了大量的模拟和现实世界的实验，以评估其性能。我们的研究结果表明，我们的方法消除了积极的MitM攻击的优势，通过驾驶的概率，成功猜测位的秘密密钥随机猜测。
2021-06-10 cs.CR
Exchanging Secrets without Using Cryptography
我们考虑这样的问题，其中连接到相同广播信道的一组n个节点（例如，无线网络）想要在试图获得关于比特流的信息的对手Eve存在的情况下生成公共秘密比特流。我们假设节点最初共享一条（小）信息，但不能访问任何带外信道。我们提出了一个问题：这个问题是否可以在不依赖夏娃的计算限制的情况下得到解决，即，而不使用任何形式的公钥密码学？我们提出了一个秘密协议，其中该组的n个节点不断交换比特，直到他们都同意一个比特序列，夏娃不能重建非常高的概率。在这项任务中，节点由少量的干扰器协助，其作用是以限制Eve可以无意中听到的信息量的方式产生信道噪声。我们的协议具有多项式时间的复杂性，不需要改变网络设备的物理层或MAC层。首先，我们正式表明，在标准的理论假设下，我们的协议是信息理论上安全的，达到最佳的秘密生成率为n = 2个节点，并扩展到任意数量的节点。其次，我们适应我们的协议，一个小型的无线14平方米的测试平台，我们的实验表明，如果夏娃使用标准的无线物理层，并不是太接近任何节点，8个节点可以实现38 Kbps的秘密生成速率。据我们所知，我们是第一个实验演示的信息理论秘密交换的无线网络上的速率超过几十位每秒。
2012-10-25 cs.CR cs.IT math.IT
Attaque algebrique de NTRU a l'aide des vecteurs de Witt
一个改进了代数攻击的NTRU由于西尔弗曼，智能和Vercauteren;后者认为前2位的维特向量重视研究的秘密密钥;在这里的前4位被认为是，这提供了额外的方程度4和8。
2006-06-05 cs.CR
Attacking (EC)DSA scheme with ephemeral keys sharing specific bits
本文提出一种确定性格攻击方法，利用多个(EC)DSA签名临时密钥共享特定位的特点构造格，通过Kannan枚举算法恢复私钥，并证明通过优化共享比特数和签名数量可实现高效攻击。
2023-07-08 cs.CR
Extract Secrets from Wireless Channel: A New Shape-based Approach
现有的秘密密钥提取技术使用量化来将无线信道幅度映射到秘密比特。本文表明，这种技术非常容易受到环境和局部噪声的影响：它们在测量它们之间的信道的两个节点之间具有非常高的失配率。本文主张用信道的形状代替信道的大小（或幅度）。这表明这种新的范式转变对环境和局部噪声具有显著的鲁棒性。我们将这种基于形状的技术称为Puzzle。在软件定义无线电（SDR）平台上的实现表明，Puzzle比最先进的频域方法（CSI-2bit）的比特失配率降低了63%。实验还表明，与最先进的接收信号强度（RSS）为基础的方法，如ASBG，拼图是强大的攻击，窃听者可以预测秘密位使用计划的运动。
2014-07-05 cs.CR cs.IT math.IT
Covert Bits Through Queues
我们考虑在监狱长在场的情况下使用排队定时信道的隐蔽通信。使用分组的到达间隔时间对隐蔽消息进行编码，并且合法接收者和管理员观察分组从其各自队列的离开间隔时间。发送器和合法接收器还共享秘密密钥以促进隐蔽通信。我们提出了可实现的计划，获得非零的隐蔽率指数和一般队列时，一个足够高的速率秘密密钥。这与诸如高斯信道或离散无记忆信道的其它信道模型形成对比，在其它信道模型中，仅$\mathcal{O}(\sqrt{n})$隐蔽位可以通过$n$信道使用来发送，从而产生零隐蔽率。
2016-08-16 cs.CR cs.IT cs.NI
Local Leakage Resilience of Shamir Secret Sharing: Below Half Threshold Rate
该研究针对Shamir秘密共享，开发广义Reed–Solomon码的分析框架，证明其在低于半阈值率等条件下对局部泄漏的鲁棒性，优化了泄漏阈值并给出相关最优性结论。
2026-10-14 cs.CR
Secure Multiplex Coding with Dependent and Non-Uniform Multiple Messages
安全多路复用编码（SMC）是一种用于消除由于在传输信号中包含随机比特而导致的具有机密消息的窃听信道和广播信道的编码中的速率损失的技术。SMC用其他有意义的秘密消息替换随机比特，并且秘密消息的集合用作隐藏其余消息的随机比特。在以往的研究中，多个秘密消息被假设为具有独立和均匀的分布，这在实际中是很难保证的。我们删除了这个限制性的假设，由一个泛化的通道可分辨性技术。给出了以任意给定的纠错码为成分的SMC的实用构造技术和SMC的信道通用编码。利用与信道通用SMC相同的原理，我们给出了具有对信道和信源分布通用的保密消息的广播信道的编码。
2016-02-02 cs.CR cs.IT math.IT
Achieving Shannon Capacity in a Wiretap Channel via Previous Messages
在本文中，我们考虑一个窃听信道与秘密密钥缓冲区。我们使用[1]的编码方案来提高保密率到主信道的容量，同时将每个安全传输的消息存储在秘密密钥缓冲器中。我们使用缓冲区中最旧的秘密位作为秘密密钥，在时隙中传输消息，然后删除这些位。利用这个方案，我们能够证明比[1]中的结果更强的结果.也就是说，不仅当前正在发送的消息，而且在最后的$N_1$时隙中发送的所有消息相对于窃听者拥有的所有信息都是安全的，其中$N_1$可以被选择为任意大。
2016-07-05 cs.CR cs.IT math.IT
Qatsi: Stateless Secret Generation via Hierarchical Memory-Hard Key Derivation
Independent Researcher（独立研究者）；Technische Universität Dresden（德累斯顿工业大学）
本文提出 Qatsi，一种基于 Argon2id 的分层无状态密钥派生方案，可从主秘密与上下文确定性生成高熵秘密，并证明均匀性、量化 GPU 攻击成本及实测可用性。
2025-10-21 cs.CR
Cooperative Secret Key Generation from Phase Estimation in Narrowband Fading Channels
通过利用多径衰落信道作为公共随机性的来源，基于物理层（PHY）的密钥生成协议允许具有相关观测的两个终端生成具有信息理论安全性的密钥。然而，现有技术仍然受到主要限制，例如，低密钥生成速率、低密钥比特熵以及对节点移动性的高度依赖。本文提出了一种新的协作密钥生成协议，该协议在窄带衰落信道中由两个密钥节点在中继节点的帮助下提取衰落信道的相位随机性，从而实现高速率的密钥生成。第一次，我们明确地考虑估计方法的效果提取的秘密密钥比特从潜在的衰落信道，并专注于一个流行的统计方法-最大似然估计（MLE）。从理论上分析了该方案的性能。我们成功地建立了一个理论上的最大秘密密钥速率的上界相关的随机源的互信息和Cramer-Rao界（CRB）估计理论中的一个更实际的上限。数值例子和仿真研究也展示了合作密钥生成系统的性能。实验结果表明，与现有的方法相比，该方法可以提高密钥速率几个数量级。
2011-09-06 cs.CR cs.IT math.IT
Signature Correction Attack on Dilithium Signature Scheme
受量子计算机兴起的推动，现有的公钥密码系统预计将在未来十年内在数十亿台设备中被后量子方案取代。为了促进过渡，NIST正在运行一个标准化过程，该过程目前处于最后一轮。目前，只有三个数字签名方案在竞争中留下，其中Dilithium和Falcon是基于格的方案。经典的签名方案的错误攻击是利用错误签名对和正确签名对来恢复秘密密钥的，但只适用于确定性签名方案。为了对抗这种攻击，Dilithium提供了一个随机版本，使每个签名都是唯一的，即使在签署相同的消息时也是如此。在这项工作中，我们介绍了一种新的签名校正攻击，它不仅适用于确定性版本，但也Dilithium的随机版本，即使在使用AVX2指令的恒定时间实现是有效的。签名纠正攻击利用二锂的数学结构，通过使用错误的签名和公钥来恢复秘密密钥位。它可以工作的任何故障机制，可以引起单位翻转。为了演示，我们使用Rowhammer诱导故障。因此，我们的攻击不需要任何物理访问或特殊权限，因此也可以在共享云服务器上实现。我们对Dilithium进行了彻底的经典和量子安全分析，并成功恢复了安全级别2的3，072秘密密钥$s_1$中的1，851位。针对量子攻击者的格强度从$2^{128}$降低到$2^{81}$，而针对经典攻击者的格强度从$2^{141}$降低到$2^{89}$ .因此，可以采用签名校正攻击来实现对Dilithium（安全级别2）的实际攻击，如NI…
2022-03-01 cs.CR
An Improved Robust Fuzzy Extractor
我们考虑的问题，建立强大的模糊提取器，它允许双方持有类似的随机变量W，W'同意的秘密密钥R在存在一个积极的对手。鲁棒模糊提取器由Dodis等人在Crypto 2006中定义为非交互式的，即，只有一个可以被无限对手修改的消息P可以从一方传递到另一方。这允许它们在不同的时间点由一方使用（例如，用于密钥恢复或生物特征认证），但也提出了一个额外的挑战：如果R被使用，并因此可能被对手观察到，在对手有机会修改P之前。我们构造了一个具有应用后鲁棒性的模糊提取器，该提取器提取最多（2 m-n）/2比特的共享秘密密钥（取决于容错和安全参数），其中n是比特长度，m是W的熵。以前最著名的结果，也是Dodis等人，提取高达（2 m-n）/3比特（取决于相同的参数）。
2008-08-08 cs.CR
A Secret Key Generation Scheme for Internet of Things using Ternary-States ReRAM-based Physical Unclonable Functions
在物联网（IoT）中利用传统加密技术的一些主要挑战包括需要为这样一个大规模的网络生成密钥，将生成的密钥分发给所有设备，密钥存储以及当对手物理访问设备时安全攻击的脆弱性。在本文中，提出了一种新的秘密密钥生成方法，用于利用在制造过程中引入的嵌入在设备的存储器中的固有随机性的物联网。提出了一种使用串行级联BCH极化码的模糊提取器结构，以从基于ReRAM的\emph{ternary-state}物理不可克隆函数（PUF）生成可再现密钥，用于设备认证和秘密密钥生成。基于ReRAM的PUF是物联网中身份验证和密钥生成的最实用选择，因为它们在系统噪声水平或以下运行，因此与替代存储器技术相比，不易受到侧信道攻击的影响。然而，当前基于ReRAM的PUF呈现出高的假阴性认证率，因为这些设备的行为可以在不同的物理条件下变化，这导致在不同的尝试中重新生成相同响应的概率较低。在本文中，我们提出了一个秘密密钥生成方案的三态PUFs，使可靠的重建所需的秘密密钥，利用串联的BCH极性模糊提取器。实验结果表明，该模型可以提供一个显着降低的概率之间的不匹配的原始密钥和再生的，而更少的\textit{Helper data}位数被用来提取\textit{Key}相比，以前提出的模糊提取技术。
2018-05-17 cs.CR
Simple Power Analysis on Post-Quantum Code Based Cryptosystems
University of the Peloponnese（伯罗奔尼撒大学）
本文研究了基于编码理论的后量子密码系统中，使用简单功耗分析（SPA）评估解封装过程中共享秘密密钥生成阶段是否存在信息泄露，并通过实验发现电磁辐射与秘密值之间的相关性，利用机器学习模型在仅收集200条功耗轨迹的情况下预测共享会话密钥的比特。
2026-06-04 cs.CR
Neural Synchronization based Secret Key Exchange over Public Channels: A survey
使用各种学习规则基于神经同步在公共信道上交换秘密密钥为基于数论的密码算法提供了一种有吸引力的替代方案。虽然有几种形式的攻击是可能的，例如几何，遗传和多数攻击，我们的调查发现，确定性算法，与端点网络同步具有高时间复杂度，而概率和基于人口的算法已被证明有能力解码的关键在其交换过程中的公共信道。我们的调查还讨论了查询，密码学，错误的信息，组密钥交换，突触深度等，已被提出，以增加时间复杂度的算法拦截或解码的关键在交换过程中。树奇偶校验机及其变种，神经网络与树拓扑结构，包括奇偶校验的状态位，似乎是最安全和稳定的端点网络模型之一。我们的调查还提到了一些值得注意的研究神经网络应用于其他必要的方面的密码学。我们的结论是，发现具有非常高的同步速度的神经架构，并设计在相互学习过程中交换的信息的编码和熵，以及设计非常敏感的混沌映射的网络的同步状态的混沌加密密钥的转换，是在这个领域的主要问题。
2015-02-18 cs.CR
ARQ-Based Secret Key Sharing
本文提出了一种新的框架共享密钥使用现有的自动重传请求（ARQ）协议。我们的方法利用无线环境的多路径特性来隐藏被动窃听者的密钥。所提出的框架不假设任何先前的信道状态信息（CSI）的可用性，并利用只有一个比特的ACK/NACK反馈从合法的接收机。与以前的方法相比，主要的创新在于在多个ARQ帧之间分配关键比特。有趣的是，这个想法允许实现一个积极的保密率，即使窃听者经历更有利的信道条件，平均而言，比合法的接收器。在续集中，我们描述了所提出的计划的信息理论的限制，开发低复杂度的显式实现，并得出结论，验证了我们的理论主张的数值结果。
2008-10-07 cs.CR cs.IT math.IT
Using Chaotic Stream Cipher to Enhance Data Hiding in Digital Images
现代通信的潜力日益增长，需要使用安全手段来保护信息在传输过程中不被未经授权的访问和使用。一般来说，使用密码技术加密消息，然后使用隐写术方法隐藏消息提供了额外的保护层。此外，使用这些组合降低了找到隐藏消息的机会。本文提出了一种结合密码学和隐写术的系统来隐藏秘密信息，并增加了隐写术的复杂性。提出的系统秘密消息与混沌流密码编码和编码后的数据是隐藏在RGB或灰色的封面图像通过修改的封面图像像素的第k个最低有效位（k-LSB）。得到的隐写图像失真较小。之后，接收者可以使用该图像来提取该图像的位平面。实际上，该系统中的加密/解密和嵌入/提取方案依赖于发送方和接收方之间的两个碎片密钥。实验结果表明，使用未经授权的密钥，发送者和接收者之间的消息与原始消息完全不同，从而提高了图像的机密性。
2021-01-04 cs.CR
KaFHCa: Key-establishment via Frequency Hopping Collisions
家庭自动化、工业和军事场景所使用的物联网设备的大规模部署需要通过创新解决方案来实现高安全性和隐私标准。本文提出了KaFHCa，一个密码少的协议，产生共享的秘密密钥相结合的随机跳频冲突和源的不可逆性独立的无线电信道状态。虽然其他解决方案将秘密比特率生成绑定到当前无线电信道条件，从而在静态环境中变得不切实际，但KaFHCa保证几乎相同的秘密比特率，而与信道条件无关。KaFHCa通过无线电频谱中发送器和接收器的随机碰撞来生成共享秘密，并利用衰落现象来实现源不可否认性，从而防止未经授权的窃听者推断密钥。所提出的解决方案是（几乎）独立的对手的位置，在信道衰落（σ = 8dB）的保守假设下工作，并能够产生一个秘密密钥的128位与少于564次的传输。
2020-10-20 cs.CR cs.CY
Exploiting Channel Diversity in Secret Key Generation from Multipath Fading Randomness
我们设计并分析了一种方法，从无线信道固有的随机性中提取密钥。本文研究了多径无线信道的信道模型，并利用信道分集产生秘密密钥比特。我们比较了基于整个信道状态信息（CSI）和基于单个信道参数（如接收信号强度指示符（RSSI））的密钥提取方法。由于从CSI到RSSI的自由度降低，基于CSI的密钥提取率远高于基于RSSI的密钥提取率。这表明，利用信道分集并使CSI信息可用于较高层将极大地有益于秘密密钥生成。我们提出了一个基于低密度奇偶校验（LDPC）码的密钥生成系统，并描述了两个系统的设计和性能：一个基于二进制LDPC码和其他（在较高的信噪比有用）基于四进制LDPC码。
2012-07-01 cs.CR cs.IT math.IT
On the Challenges of Detecting Side-Channel Attacks in SGX
检测英特尔SGX上的侧信道攻击的现有工具基于对攻击影响受害应用程序性能的观察。因此，所有检测工具都监视潜在的受害者，并在见证性能（在运行时、飞地中断、缓存未命中等方面）不寻常在本文中，我们表明，监测飞地的性能来检测侧信道攻击可能是无效的。我们的核心直觉是，所有的监控工具都是针对干扰受害者执行的对手的，以便提取最多数量的秘密比特（例如，整个秘密）在一次或几次运行中。然而，它们无法检测到在每次执行受害者时泄漏较小部分秘密（小到一个位）的对手。特别是，通过最大限度地减少每次运行时泄露的信息，可以显著降低任何侧信道攻击对应用程序性能的影响-确保检测工具无法检测到攻击。通过多次重复攻击，每次攻击秘密的不同部分，对手可以恢复整个秘密并保持不被发现。基于这种直觉，我们适应已知的攻击利用页表和L3缓存绕过现有的检测机制。我们的实验表明，攻击者可以成功地exfiltrate的秘密密钥中使用的飞地运行各种加密例程的libgcrypt。除了加密库之外，我们还展示了如何妥协运行OpenCV决策树例程的飞地的预测。我们的评估结果表明，基于性能的检测工具并不能阻止对SGX飞地的侧信道攻击，有效的检测机制尚未设计出来。
2022-06-30 cs.CR
Fast and Secure Key Generation with Channel Obfuscation in Slowly Varying Environments
物理层秘密密钥生成已经成为通过利用互易和时变无线信道来建立加密密钥的有前途的解决方案。然而，现有的方法在缓慢变化的环境中的各种攻击下遭受低密钥生成率和脆弱性。提出了一种新的物理层秘密密钥生成方法，该方法基于随机滤波和随机天线调度，提高了信道参数的动态性。我们的方法使一方混淆的通道，允许合法的一方获得类似的动态信道参数，但防止第三方推断混淆信息。我们的方法允许更多的随机比特被提取的混淆的信道参数的K-L变换和自适应量化的联合设计。一个测试平台的实现表明，我们的方法，相比现有的，我们评估，在缓慢变化的环境中，以快速和高安全级别生成高熵位表现最好。具体来说，我们的方法可以实现一个显着更快的秘密比特生成速率约为$67$ bit/pkt，和密钥序列可以通过NIST测试套件的随机性测试。
2021-12-04 cs.CR cs.IT math.IT
Quantum authentication with key recycling
我们证明了[Barnum等人，FOCS 2002]可用于构造安全的量子信道，并且如果消息被成功认证，则另外回收所有的秘密密钥，并且如果检测到篡改，则回收部分密钥。我们给出了一个完整的安全性证明，构造的安全信道只给不安全的噪声信道和一个共享的秘密密钥。我们还证明了回收的密钥位的数量对于这类协议是最优的，即，存在一种对抗策略来获得所有非再循环比特。以前的工作回收较少的密钥，只给出了部分的安全性证明，因为他们没有考虑所有可能的干扰（环境），可以用来区分从理想的安全量子信道和秘密密钥资源的真实设置。
2017-03-29 cs.CR cs.IT math.IT
Images Within Images? A Multi-image Paradigm with Novel Key-Value Graph Oriented Steganography
针对多图像隐写中载荷容量与定位问题，提出 JSON 风格键值对拆分及元数据图定位方法，实现跨多幅载体图像隐藏多幅载荷图像。
2023-04-23 cs.CR cs.MM
Securing the Inter-Spacecraft Links: Physical Layer Key Generation from Doppler Frequency Shift
在这项工作中，我们提出了一个秘密密钥生成过程中专门设计的航天器间的通信链路。作为一种新的保密源，航天器利用基于多普勒频移的测量。以这种方式，利用通信设备的移动性来生成秘密密钥，其中该资源可以在基于信道衰落的密钥生成方法不可用的环境中利用。航天器的机动性被建模为一个预定分量和一个动态分量的叠加。我们从多普勒频移推导出最大可实现的密钥生成速率。建议的密钥生成过程中提取的多普勒频移的名义功率谱密度样本（NPSDS）的形式。我们提出了一个最大似然（ML）估计的NPSDS在航天器上，然后使用一个均匀量化器来获得密钥比特。密钥不一致率（KDR）的分析得到的建议的密钥生成过程。通过数值研究，所提供的近似的紧密性。理论分析和数值计算结果均表明了该物理层密钥生成方法的有效性和实用性。
2021-05-04 cs.CR eess.SP
Base Selection and Transmission Synchronization Algorithm in Quantum Cryptography
经典密码通信系统的一个致命弱点是，秘密通信只能在一个完全安全的通信信道上秘密地传递密钥之后才能发生。量子密钥分配利用了发生在亚原子水平上的某些现象，因此敌人试图获得密钥中的比特的任何尝试不仅失败，而且也会被检测到。本文提出了一种量子网络的基选择和传输同步算法（Base Selection and Transmission Synchronization，BSTS），它可以实现两台计算机之间的完全安全通信。
2009-09-07 cs.CR quant-ph
H2B: Heartbeat-based Secret Key Generation Using Piezo Vibration Sensors
我们提出了Heartbeats-2-Bits（H2 B），这是一种通过由心跳引起的皮肤振动生成共享秘密密钥来安全配对可穿戴设备的系统。这项工作的动机是潜在的节能机会产生的事实，即心跳间隔可以检测能量有效地使用廉价和功率高效的压电传感器，这避免了需要采用复杂的心跳监测器，如心电图或光电容积脉搏波。事实上，我们的实验表明，压电传感器可以测量许多不同身体位置的心跳间隔，包括胸部，手腕，腰部，颈部和脚踝。不幸的是，我们还发现压电振动传感器捕获的心跳间隔信号具有低信噪比（SNR），因为它们不是设计为精确的心跳监测器，这成为H2 B的关键挑战。为了克服这个问题，我们首先应用基于分位数函数的量化方法，充分提取有用的熵从嘈杂的压电测量。然后，我们提出了一种新的基于压缩感知的和解方法，以纠正由低信噪比引起的两个独立生成的密钥之间的高比特失配率。我们原型H2 B使用现成的压电传感器，并评估其性能的数据集收集从不同的身体位置的23名参与者。我们的研究结果表明，H2 B具有95.6%的压倒性配对成功率。我们还分析和证明H2 B的鲁棒性对三种类型的攻击。最后，我们的功率测量表明，H2 B非常节能。
2019-02-20 cs.CR eess.SP
Algebraic Attack on the Alternating Step(r,s)Generator
交替步进（r，s）发生器（ASG（r，s））是A.坎索它由长度为l、m和n位的三个寄存器组成。第一个寄存器控制其他两个寄存器的时钟。其他两个寄存器被时钟控制r次（或不被时钟控制）（分别为s次或不计时），这取决于第一寄存器中的时钟控制位。特殊情况r=s=1是原始的和众所周知的交替步骤发生器。Kanso声称没有针对ASG（r，s）的有效攻击，因为r和s是保密的。本文提出了一种交替步生成器ASG模型，并对ASG（r，s）提出了一种新的有效的代数攻击，利用3（m+n）比特的输出序列来寻找秘密密钥，计算复杂度为O（（m^2+n^2）*2^{l+1}+（2^{m-1}）*m^3 +（2^{n-1}）*n^3）计算复杂性.我们表明，这个系统是没有更安全的比原来的ASG，在相反的ASG（r，s）的构造器的要求。
2010-06-09 cs.CR cs.IT math.IT
Bayesian Watermark Attacks
Duke University（杜克大学）
本文提出了一种应用统计机器学习领域的水印。提出了一种新的加性扩频水印攻击模型。该攻击基于贝叶斯统计。我们考虑的情况下，其中的水印信号被反复嵌入在特定的，可能选择的基础上的秘密消息比特流，段（信号）的主机数据。主机信号可以表示来自图像或视频帧的像素块。我们提出了一个概率模型，推断嵌入的消息比特流和水印信号，直接从水印数据，而无需访问解码器。我们开发了一个有效的马尔可夫链蒙特卡罗采样器更新模型参数的共轭全条件后验。我们还提供了一个变分贝叶斯解决方案，这进一步提高了算法的收敛速度。仿真和真实图像信号的实验表明，该攻击模型能够正确地推断出大部分的消息比特流，并获得非常准确的估计的水印信号。
2012-06-18 cs.CR cs.LG cs.MM
Information-theoretically Secret Key Generation for Fading Wireless Channels
与典型的无线使用场景相关联的多径丰富的无线环境的特征在于衰落信道响应，该衰落信道响应是时变的、位置敏感的并且由给定的发射机-接收机对唯一地共享。与丰富的散射环境相关联的复杂性意味着短期衰落过程固有地难以预测和最佳建模随机性，在空间、时间和频率中具有快速去相关特性。在本文中，我们演示了如何无线发射机和接收机之间的信道状态可以作为基础，建立两个实体之间的实用秘密密钥生成协议。首先，我们提出了一个计划的基础上的水平交叉的衰落过程中，这是非常适合的瑞利和莱斯衰落模型与丰富的散射环境。我们的水平交叉算法是简单的，并采用了自认证机制，以防止敌对操纵的消息交换过程中的协议。由于水平交叉算法是最适合的衰落过程中表现出对称性，在其基础分布，我们提出了第二个更强大的方法，适合于更一般的信道状态分布。这第二种方法的动机是从联合高斯过程量化的观察，但利用经验测量设置量化边界和启发式对数似然比估计，以实现改进的秘密密钥生成速率。我们验证这两个建议的协议，通过实验，使用定制的802.11 a平台，并显示典型的WiFi信道，可靠的秘密密钥建立可以完成的速率上的顺序为10位/秒。
2009-10-27 cs.CR cs.IT math.IT
