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顶尖密码学人才做了近 8000 道题,筛选 64 组人 PK,竟与国密算法有关

本文作者:李勤 2017-11-26 12:02
导语:最近,一帮密码学人才聚集在北京,试图在智能门禁、智能交通、停车场、电子彩票、疾病信息、快递信息、防伪系统、数字版权等多个与我们日常生活密切相关的领域中演示“密码

讲两个“鬼故事”:

拿着一部智能手机“听一听”你的计算机,你的计算机的密码就可能被窃听走;

用手摸一摸笔记本电脑的外壳,感受一下温度,有人就能知道你电脑里的秘密。

再给你讲个鬼故事——刚才雷锋网编辑说的这两个故事都是真的,这是当前已经实现的几种侧信道攻击方式:

“听译”电子邮件密钥

通过智能手机从运行 PGP 程序的计算机中“听译”密钥。这项密钥提取攻击技术能准确地捕捉计算机 CPU 解码加密信息时的高频声音,并提取密钥。

用手触碰电脑即可破解密码

电脑 CPU 运算时造成“地”电势的波动,用手触碰笔记本电脑的外壳,接着再测量释放到皮肤上的电势,然后用复杂的软件进行分析,最终得到计算机正在处理的数据。例如,当加密软件使用密钥解密时,监测这种波动就可得到密钥。

不止这些,最近,一帮密码学人才聚集在北京,试图在智能门禁、智能交通、停车场、电子彩票、疾病信息、快递信息、防伪系统、数字版权等多个与我们日常生活密切相关的领域中演示“密码”的功与防,有些人试图构筑让攻击者无法下手的密码算法,而有些人则想尽办法攻击一些加密算法。

这就是中国密码学会举办的 2017 第三届全国密码技术竞赛决赛。可以说,这可能是中国最强的密码技术比赛。

“最强”密码技术比拼

为什么是“最强”?

首先,中国密码学会是国家一级学会,由国内从事密码学术研究的知名专家、学者和部分大专院校、科研院所从事密码学研究的人员发起,由中国科协主管,挂靠国家密码管理局。如果你留意一查,会发现破解了 MD5 的中国密码学家王小云是这个学会的四位副理事长之一。

再者,据中国密码学会理事、航天信息股份有限公司科技委主任郭宝安与中国密码学会常务理事、中国科学院信息工程研究所总工程师荆继武对雷锋网宅客频道表示,这次比拼的是实打实的“密码技术”,而非密码学研究理论。

在初赛前,全国 38 所高校的密码学人才先经历一次筛选,只有在一个近 8000 道题的题库中闯关成功,你才能具备基本参赛资格。随后,选手有两种选择:在企业给定的范围中选择一个项目参赛,或选择前沿密码学领域自己命题参赛。

初赛后,26 所高校的 64 支队伍杀进了决赛,其中入围决赛队伍最多的四所高校分别是:信息工程大学 10 支队伍、西安电子科技大学 8 支队伍、武警工程大学 7 支队伍、北京电子科技学院 7 支队伍。众所周知,这四所院校在密码学领域都很强。

雷锋网从这 64 个参赛项目中发现,除了上述与我们生活密切相关的领域,选手们还关注了很多密码学前沿领域,如区块链、量子密码、物联网轻量级密码算法、云安全、个人信息保护等,甚至还有选手挑战使用硬软件测试攻击国密算法。

64 个参赛项目分成四组,由专家组联合评出每组的前两名项目,再从 8 个项目中选出 4 个项目在 25 号进行终极 PK。

科普+政学研用+推广国密算法

2016 年第二届全国密码技术竞赛结束后,荆继武和郭宝安将一些参赛队伍介绍给贵阳大数据中心的企业,有的企业表示,想连人带技术一起“带走”。

在不久前的阿里先知创新大会上,王小云特别强调,密码学的研究者在与产业界接触的过程中,更能了解企业需求。

中国密码学会想在“政学研”中加上“用”的环节,因此,邀请了企业参与设计 A 类 7道赛题,并在每组的评委中引入了企业专家。

雷锋网了解到,一些安全企业会比较看重应用层面的安全,但底层安全技术涉及不多。看起来高大上的密码技术其实与生活息息相关,小到一张银行卡、一部智能手机、一个网络摄像头,大到地面交通、卫星通信、云服务平台,都会大量使用与密码技术相关软件或硬件。就算你在应用层千防万防,一旦在“底层”守卫上失了手,就是徒劳无功。

就雷锋网与郭宝安、荆继武聊的情况来看,对密码研究者而言,他们想让外界了解的心十分迫切。他们多次强调此次接受采访的目的:科普。

科普的对象有三,首先是高校,希望有更多研究者加入,其次是企业,希望有更多合作,再者是希望全社会能关注密码学。

顶尖密码学人才做了近 8000 道题,筛选 64 组人 PK,竟与国密算法有关

[荆继武(左)、郭宝安(右)]

“踢球的人多了,自然水平能相应提高。”荆说。

另一特殊情况是,雷锋网注意到,在 64 组题目中,有不少选手瞄准的是国密算法。上述两位专家称,为了鼓励大家研究国密算法,本次大赛会更倾斜于使用国密算法的项目。

不久前,国产 SM2 与 SM9 数字签名标准上升为国际标准,郭与荆认为,这至少说明国密算法与现在国际算法是“一样好的”,甚至要更好,他们想借此促进国密算法的推广。

“假如,我国银行要引入一款产品,但这个产品需要通过国际认证才能进入,你用人家的标准,就要等人家开口批准,如果对方拖着,那么可能就只能采购已经符合它标准的国外产品。”郭称,从产业角度看,推广国密算法也是增强市场话语权的砝码。

再者,推广国密算法能保障国家安全自主可控。“ 哪怕 AES 破了,我们也不会受影响。”荆强调。

郭和荆对国密算法有极强的信任。雷锋网(公众号:雷锋网)了解到,目前 SM3 也在申请 ISO 标准中。王小云曾对雷锋网指出,她在和其他研究者设计完成 SM3后 ,又对它进行了分析。“但我们目前只能进行 20 轮的实际攻击,事实上它一共有 64 轮,即完成这个算法是 64 步。”王认为,SM3 在目前的计算力上是非常安全的。

“MEPV:多引擎密码协议分析平台”夺冠

11 月 25 日,基于区块链技术的物联网安全节点技术、基于分组密码的实用型功耗分析平台、多层次的个人数据加密存储算法、MEPV:多引擎密码分析协议平台四项技术角逐最后的冠军。

最终,信息工程大学的项目“MEPV:多引擎密码协议分析平台”获得此次大赛的第一名。

顶尖密码学人才做了近 8000 道题,筛选 64 组人 PK,竟与国密算法有关

多引擎密码协议分析平台;团队名称:诗洒年华;指导老师:陆思奇;所属学校:信息工程大学]

密码协议形式化分析一只是密码学中的热点问题,但其长期存在着两个问题:形式化语义多样复杂,目标协议描述困难;现有的形式化分析工具所得到的分析结果不够全面。

“MEPV:多引擎密码协议分析平台”提出了基于格式填充的协议描述模式。该团队通过对协议角色定义、执行过程和安全属性等形式化语义进行大量的研究,基于编译器技术,自主设计了本作品的文件编译模块,将多种形式化语义进行分割、精炼、规约,并通过构建映射的方式将其转化为适用于不同引擎的SPDL、HLPSL和Pi演算形式化语言,并自动生成相应的协议描述文件,使得密码协议研究者可摆脱控制台限制,在描述向导的指引下通过勾选、填充等方式,完成对目标协议及安全属性等方面的多形式化语言描述。同时,该平台构建了包括认证协议、密钥交换协议等多种类的密码协议库,研究者可直接查看其分析结果,或对其相关描述文件进行修改后,使用本平台进行分析。

该平台针对密码协议攻击的相关方法,动态调用三种引擎中的 Athena 算法、OFMC 分析端和进程代数等多种技术,实现对目标协议空间的遍历,并能通过迭代算法给出极大参数,对无限状态空间给出明确终止,支持 CK 模型、eCK 模型等多种强安全模型,支持机密性、认证性、完整性、新鲜性等多种安全属性,并可支持协议的并行分析。

中国密码学会在对该项目的介绍中,给出了这样的评价:“本平台可为密码协议标准制定提供可靠且有力的参考,从而对商业、通讯和电子支付等众多领域产生深远影响。”

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