A Polynomial Description of the Rijndael Advanced Encryption Standard
Joachim Rosenthal
本文对美国国家标准与技术研究所最近采用的Rijndael高级加密标准进行了多项式描述。特别注意的是S盒的结构。
The paper gives a polynomial description of the Rijndael Advanced Encryption Standard recently adopted by the National Institute of Standards and Technology. Special attention is given to the structure of the S-Box.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
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Minimizing Cache Timing Attack Using Dynamic Cache Flushing (DCF) Algorithm
Rijndael算法于2000年10月被美国国家标准与技术研究所（NIST）的研究小组一致选为高级加密标准（AES）。从那时起，Rijndael注定要在各种软件和硬件实体中大量使用，以加密数据。然而，几年前，Daniel Bernstein设计了一种缓存定时攻击，足以打破封装加密密钥的Rijndael密封。在本文中，我们提出了一个新的动态缓存刷新（DCF）算法，它显示了一套务实的软件措施，将使Rijndael可抵御缓存定时攻击。仿真结果表明，所提出的DCF算法通过在恒定的时间加密密钥提供了更好的安全性。
An Adaptive Technique using Advanced Encryption Standard to Implement Hard Disk Security
本文的主要目的是研究和开发一种有效的方法，硬盘驱动器（HDD）的安全使用全磁盘加密（FDE）与高级加密标准（AES）的数据安全，特别是个人电脑（PCS）和笔记本电脑。这项工作的重点是验证和保护HDD的内容不被非法使用。提出了一种基于FDE的硬盘自适应保护方法。所提出的方法被标记为信任。FDE加密磁盘上的整个内容或单个卷。CNORTTrust使用高级加密标准实现对称密钥加密。最后，这些方法的HDD安全的适用性将评估一组数据文件与不同的密钥大小。
Software implementation level countermeasures against the cache timing attack on advanced encryption standard
高级加密标准（AES）是一种对称密钥加密算法，广泛应用于安全的电子数据传输。当介绍时，虽然它被测试并宣布为安全的，但在2005年，一位名叫伯恩斯坦的研究人员声称它容易受到侧信道攻击。基于缓存的定时攻击是Bernstein演示的侧信道攻击类型，它利用缓存命中和未命中的定时变化。这种攻击可以通过对攻击者屏蔽实际的时间信息来防止。这种屏蔽可以通过改变原始AES软件实现来执行，同时保留其语义。本文提出了可能的软件实现级对策伯恩斯坦的缓存定时攻击。两个简单的软件为基础的对策的概念的基础上的“恒定加密时间”的证明对远程缓存定时攻击的积极成果，我们建立了一个安全的环境中的AES加密。
Enhancing Selective Encryption for H.264/AVC Using Advanced Encryption Standard
随着移动设备的出现，多媒体信息的可用性急剧增加。但是这种可用性带来了维护公开显示的信息的安全性的问题。已经使用或提出了许多方法来为网络上的信息传播提供安全性，更具体地分类为加密信息的保护系统，以及视频压缩和加密之间的组合以增加信息安全。视频压缩与加密技术的结合之所以如此紧密，是因为视频压缩和加密保密视频流的标准算法还不存在。此外，在视频加密方法中可以使用许多方法，例如将几种不同的加密方法与视频压缩相结合以传递秘密视频流。此外，没有正式的方法来发现加密的视频。因此，本文的任务变得困难。本文提出了一种新的视频加密系统。该系统旨在深入了解多媒体技术中视频数据的安全性，研究如何在实时的视频应用中实现加密和解密，以及增强H. 264/AVC的选择性加密。该系统包括两个主要功能;第一个是视频流的编码/加密，通过两个过程的执行（输入的视频序列首先由H. 264/AVC编码器压缩，编码的比特流（I帧）使用AES分组密码进行部分加密）。第二个功能是通过两个过程（指定加密的I帧流，I帧的解密，以及使用H. 264/AVC解码器解码）对加密视频进行解密/解码。该系统是用Matlab实现的。
Design of an Encryption-Decryption Module Oriented for Internet Information Security SOC Design
为了保护网络数据的安全性，设计了一种用于网络数据包加密和解密的高速芯片模块。该芯片模块面向互联网信息安全SOC（System on Chip）设计。在设计过程中，采用了AES（高级加密标准）和3DES（数据加密标准）加密算法来保护网络数据的安全。（1）采用基于IP核的SOC（System on Chip）设计方法。芯片模块中嵌入了AES（高级加密标准）和3DES（数据加密标准）IP（知识产权）核，设计了外围控制子模块来控制解密模块，缩短了芯片模块的设计周期。(2)提出了用硬件实现加密解密的方法，通过加密解密芯片提高了数据的安全性，降低了CPU的负载。(3)在硬件方案中，采用两个AES（高级加密标准）核并行工作，提高了加密模块的速度。此外，AES的密钥长度（高级加密标准）加密算法设计有三种可选配置，分别为128位、256位和192位，六种可选加密算法模式：CBC（密码块链接）模式，ECB（电子代码簿）模式，GCM（Galois/Counter Mode）模式、XTS（cipherteXT Stealing）模式、CTR（CounTeR）模式和3DES模式，这增加了其应用的灵活性。
Cryptanalyzing an Image-Scrambling Encryption Algorithm of Pixel Bits
位置置乱（置换）被广泛地用于多媒体加密方案和一些国际加密标准，诸如数据加密标准和高级加密标准。本文对一种典型的图像置乱加密算法（ISEA）的安全性进行了重新评估。利用密码图像中的内部相关性，它们在仅密文攻击场景中揭示了相应普通图像的重要视觉信息。此外，他们还发现，ISEA的置乱元素的位置置乱域可以用来支持对它的有效的已知或选择明文攻击。详细的实验结果验证了这些观点，并表明一些先进的多媒体处理技术可以促进多媒体加密算法的密码分析。
An End-to-End GSM/SMS Encrypted Approach for Smartphone Employing Advanced Encryption Standard(AES)
本文提出了一种基于AES的端到端GSM/SMS加密方法，通过加密文本消息实现安全传输，确保数据保护与隐私安全。
Advanced MST3 Encryption scheme based on generalized Suzuki 2-groups
针对传统基于Suzuki群的MST密码系统对数签名数量庞大的问题，提出基于多参数广义Suzuki 2-群的加密方案，扩展对数签名至整个群，优化实现效率并保持强安全性，主要创新为顺序解封装密钥的机制。
Quantum-enabled framework for the Advanced Encryption Standard in the post-quantum era
该研究提出量子增强型AES（QE-AES）密钥管理框架，利用商用量子随机数生成器定期更新周期密钥，在不修改AES-256的情况下提升其后量子安全性，经多维度评估验证了其可行性。
Advanced Encryption Technique for Multimedia Data Using Sudoku-Based Algorithms for Enhanced Security
本文提出了一种基于数独算法的高级加密技术，用于增强多媒体数据的安全性，通过时间戳依赖密钥生成并支持多种媒体类型。
Performance Comparison of Various Modes of Advanced Encryption Standard
针对量子计算威胁，提出归一化基尼不纯度（NGI）验证AES各模式安全性，并比较ECB、CBC、CTR、CCM和GCM五种模式的性能，以加密图像实证分析。
A Design of a Fast Parallel-Pipelined Implementation of AES: Advanced Encryption Standard
高级加密标准（AES）算法是一种对称分组密码，它对每个由128、192或256位组成的分组序列进行操作。此外，AES算法的密码密钥是128、192或256位的序列。AES算法有许多并行性来源。本文提出了一种在多处理器平台上并行AES的设计方案。虽然大多数以前的设计要么使用流水线并行化，要么利用Mix_Column并行化，但我们的设计是基于组合轮的流水线和Mix_Column和Add_Round_Key转换的并行化。该模型分为两个级别：第一个是流水线不同的回合，而第二个是通过并行化Add_Round_Key和Mix_Column转换。以前的工作提出的流水线AES算法是基于使用九个阶段，而我们建议使用11个阶段，以利用在初始和最后一轮的并行性的来源。与以前的设计相比，这提高了系统性能。使用两级并行化得益于Add_Round_Key和Mix_Column/ Inv_Mix_Colum转换的高度独立性。分析表明，AES的并行实现取得了较好的性能。分析表明，使用流水线显着增加了加密和解密的改善程度约95%。此外，并行化Add_Round_Key和Mix_Column/ Inv_Mix_Column转换将改进程度提高了约98%。这导致的结论是，所提出的设计是可扩展的，是适合于实时应用。
Novel Framework for Hidden Data in the Image Page within Executable File Using Computation between Advanced Encryption Standard and Distortion Techniques
多媒体和互联网的快速发展使得数字媒体数据能够广泛地分发。编辑、修改和复制数字信息变得更加容易。另外，数字文档也容易被复制和分发，因此它可能面临许多威胁。由于信息的重要性、准确性和敏感性，有必要找到适当的保护措施。此外，没有正式的方法来发现隐藏的数据。本文提出了一种新的信息隐藏框架，该框架的目的是实现高级加密标准（AES）和变形技术（DT）之间的框架计算，即在不改变可执行文件（EXE文件）大小的情况下，将图像页面中的信息嵌入到可执行文件（EXE文件）中，从而找到一种安全的覆盖文件的解决方案。该框架包括两个主要功能;首先是通过执行四个过程（指定封面文件、指定信息文件、信息加密、隐藏信息）隐藏EXE文件图像页面中的信息;第二个功能是通过三个过程（指定隐写文件、提取信息、解密信息）提取隐藏信息。
Advanced reversible Data Hiding With Encrypted Data
先进的RDH工作集中在数据加密和图像加密，使其更安全，没有错误。所有先前的方法都在不加密数据的情况下嵌入数据，这可能在数据提取或图像恢复时发生错误。提出的工作提供了一种新的RDH方案，其中数据和图像都可以被加密和提取可逆没有任何错误。在所提出的工作中，数据提取和图像恢复是免费的任何错误。在所提出的工作中的PSNR显着提高。这项先进的工作还可以在视频中隐藏数据。
Advanced attribute-based protocol based on the modified secret sharing scheme
通过对标准秘密共享方案的改进，构造了一个新的基于属性的加密协议。在建议修改的秘密共享方案中，每个用户只需要一个主密钥，通过线性扩大访问公式中的公共参数来实现。然后，我们使用这个计划设计一个基于属性的加密协议有关的一些访问结构的属性。我们证明，宇宙的可能属性不影响所产生的效率的计划。给出了两种构造的安全性证明。
Enhanced Secure Algorithm for Message Communion
针对Internet上信息传输的安全问题，提出了一种数据传输的安全机制。诸如DES（数据加密标准）、AES（高级加密标准）和EES（托管加密标准）的加密标准被广泛用于解决在不安全信道上的通信问题。随着计算机硬件和软件的先进技术，这些标准似乎并不像人们希望的那样安全和快速。在本文中，我们提出了一种加密技术，提供安全的消息和秘密密钥实现机密性和认证。所使用的对称算法与传统方案相比有两个优点。首先，加密和解密过程要简单得多，因此要快得多。第二，由于这里使用的替换映射方法的固有多字母性质以及在算法中执行的转换和换位操作，安全级别更高。非对称算法RSA以其高安全性而闻名于世。本文详细介绍了这一过程，并将我们提出的技术与常见的技术进行了比较分析
An advanced data fabric architecture leveraging homomorphic encryption and federated learning
本文提出一种结合联邦学习与部分同态加密的分布式数据架构安全方法，用于医学图像分析，在保护隐私且符合法规的前提下实现高准确率的垂体瘤分类。
A Novel Structure of Advance Encryption Standard with 3-Dimensional Dynamic S-box and Key Generation Matrix
发送和接收秘密信息的研究被称为密码学。通常，加密方和接收方不知道加密和解密的过程。因此，加密在数据通信和数据安全中起着重要的作用。加密的意义不仅在于保护数据的机密性，防止不必要的访问，还在于通过可用的方式保证数据的完整性。随着对安全的破坏能力的迅速增加，隐藏信息的过程是人们最关心的话题之一。高级加密标准是一种流行的、广泛使用的、高效的加密算法，自发明以来一直在使用。本文重点研究AES密钥生成过程和替换盒。该方案改进了传统的密钥生成技术，构造了高级加密标准的动态三维S盒。该方法提出了一种新的密钥生成矩阵和S盒。如图所示，这种新技术增加了加密和解密期间所需的时间量。实验结果表明，该算法也增强了AES算法的强度。该方法说明了理论分析和相应的实验结果。
Hierarchical Pattern Decryption Methodology for Ransomware Detection Using Probabilistic Cryptographic Footprints
本文提出一种基于概率加密足迹的分层检测框架，结合聚类与机器学习，以高准确率和低误报率识别勒索软件异常，并具备实时响应与可扩展性。
Harnessing Lightweight Ciphers for PDF Encryption
本文首次将 NIST 轻量级密码竞赛获胜者 ASCON 与入围者 XOODYAK 的 Java 实现同 PDF 现行加密标准 AES 进行基准比较，结果显示 ASCON 在 YourKit 和 JMH 测试中吞吐量更优。
Images encryption using AES and variable permutations
这项工作提出了一种不同的程序来加密图像的256灰度级和颜色，使用对称系统高级加密标准与变量置换在第一轮，在X-或操作后。可变置换意味着对每个128位的输入块使用不同的置换。在这方面，构造了一种算法，其定义了集合Nm = {n in N，0 <= n < fac（m）}（其中n >= 2）和Pm = {pi，pi是0，1，.，m-1}。该算法计算128个位置上的置换，其中127个已知常数。超越数用于以伪随机方式选择127个常数。建议的加密质量通过以下标准进行评估：相关性;水平，垂直和对角，熵和离散傅立叶变换。后者使用NIST标准800-22。此外，还对加密数字进行了敏感性分析。此外，提出了一个额外的测试，它考虑了三种颜色的256个阴影的分布;红色，绿色和蓝色的彩色图像。另一方面，重要的是要提到，图像是加密的，没有信息丢失，因为许多银行公司和一些安全区国家不允许数字经过压缩过程，信息丢失。也就是说，禁止使用JPEG等格式。
Countermeasures against Bernstein's remote cache timing attack
缓存定时攻击是一种侧信道攻击，其中由于密码系统的缓存行为而泄漏的定时信息被攻击者用来破坏系统。高级加密标准（AES）被认为是一种安全的加密标准，直到2005年Daniel Bernstein声称AES的软件实现容易受到缓存定时攻击。Bernstein演示了对AES软件实现的远程缓存定时攻击。原始的AES实现可以有系统地改变，以防止缓存定时攻击，通过隐藏自然的缓存定时模式在加密过程中，同时保留其语义。在防止攻击的同时，这种改变不应该使实施变得非常缓慢。在本文中，我们报告我们的实验结果，设计和实施一些可能的对策。
Performance Evaluation of Low Power MIPS Crypto Processor based on Cryptography Algorithms
本文介绍了一种基于MIPS流水线结构的低功耗32位加解密处理器的设计与实现，该处理器可对数据加密标准（DES）、三重DES、高级加密标准（AES）进行加解密。流水线阶段的组织已经以这样一种方式完成，即流水线可以以高频率计时。本文用框图详细说明了MIPS处理器上三种标准密码算法的加、解密模块及其相互间的依赖关系。MIPS密码处理器采用门控时钟技术来降低功耗。这种方法导致处理器满足安全应用的功耗和性能规范。提出的实现方法包括更高的系统性能，同时降低操作功耗。测试结果表明，MIPS密码处理器工作频率为218 MHz，带宽为664 Mbits/s。
Privacy-Aware RAG: Secure and Isolated Knowledge Retrieval
针对RAG系统专有知识库的机密性与完整性风险，提出存储前加密文本及对应嵌入向量的方法，在保留RAG性能功能的同时提升隐私防护，为AI服务安全提供方案。
Privacy-Preserving Machine Learning with Fully Homomorphic Encryption for Deep Neural Network
全同态加密（FHE）是保护隐私的机器学习（PPML）的一种很有前途的工具，基于不同的FHE方案和方法已经提出了多种PPML模型。虽然FHE方案被认为是实现PPML模型的合适工具，但是先前关于FHE加密数据的PPML模型仅限于简单和非标准类型的机器学习模型。这些非标准的机器学习模型在更实用和更先进的数据集上并没有被证明是有效和准确的。以前的PPML方案用简单的算术函数代替非算术激活函数，而不是采用近似方法，并且不使用自举，这使得连续的同态评估成为可能。因此，它们不能使用标准的激活函数，也不能使用大量的层。到目前为止，CIFAR-10数据集的FHE现有PPML模型的最大分类准确率仅为77%。在这项工作中，我们首先使用RNS-CKKS FHE实现了标准的ResNet-20模型，并使用CIFAR-10数据集和明文模型参数验证了所实现的模型。我们没有用简单的算术函数替换非算术函数，而是使用最先进的近似方法来评估这些非算术函数，例如ReLU，具有足够的精度[1]。此外，我们第一次在所提出的模型中使用RNS-CKKS方案的自举技术，这使我们能够在加密数据上评估深度学习模型。我们在数值上验证了所提出的模型与CIFAR-10数据集的结果与原始ResNet-20模型的结果有98.67%相同。该模型的分类准确率为90.67%，与原始ResNet-20 CNN模型的分类准确率非常接近。
Improving the throughput of the AES algorithm with multicore processors
AES，高级加密标准，可以被认为是使用最广泛的现代对称密钥加密标准。要使用AES算法加密/解密文件，文件必须经历一组复杂的计算步骤。因此，AES算法的软件实现将是缓慢的并且消耗大量的时间来完成。近年来，存储和传输的数据的巨大增长使得当需要加密/解密这种数据时，这个问题变得更加令人生畏。为了解决这个问题，在本文中，我们提出了一个广泛的研究，提高AES加密算法的吞吐量，利用最先进的多核架构。我们采用一个实现AES算法的顺序程序，并将其转换为在多核架构上运行，只需最小的工作量。我们实现了两个不同的并行程序，一个是Linux中的fork系统调用，另一个是pthreads，POSIX标准的线程。后来，我们在不同的多核架构上运行了两个版本的并行程序，并比较和分析了实现之间和不同架构之间的吞吐量。在我们进行的所有实验中，pthreads实现都表现出色，并且在32核处理器（我们拥有的最大核数）上获得的最佳吞吐量约为7 Gbps。
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