登录

密码学与信息安全

密码与信息安全研究团队聚焦密码学基础数学理论、数据隐私保护、区块链安全、后量子密码等前沿研究方向,立足网络强国战略需求,面向6G通信、智能网联、大数据、人工智能等新一代信息技术场景的安全痛点,开展基础性、前瞻性、应用性研究,致力于攻克密码安全与信息防护关键核心技术,为各行各业网络信息安全体系建设提供理论支撑与技术保障。

本方向的研究工作主要体现在以下方面:第一、在密钥流序列设计与分析方面,开展了极大长度NFSR序列、给定非线性复杂度的二元周期序列等高安全序列的构造及相关性质研究,解决了NihoDobbertin等学者提出的多个关于m序列及其采样序列相关分布的公开问题;设计了广义大集合Kasami序列集并完全确定其相关分布,解决了该领域持续数十年的经典难题。在密码函数研究方面,发现新的APN/APcN函数和低Boomerang均匀度置换,解决了差分谱等公开问题,提出多类高效安全的S盒构造与实现方法。在编码理论方面,构造了性能优良的三纠错BCH码并证实了相关公开猜想,基于单纯复形、密码函数等数学对象提出了多种最佳纠错编码的构造方法,并完善了一般扭曲GRS码的MDS性质、自对偶性质及不等价性质的理论结果。第二、在对称密码的软硬件高效实现方面,针对SM4SM3ZUC等国标算法提出拆分重组、错峰错位、多加数模加等一系列优化技术,大幅降低硬件实现延迟;在密码算法设计方面,为中船重工某所、海工军等单位设计了超轻量级分组密码算法和动态分组密码算法,并在中国密码算法设计竞赛中获得分组密码二等奖和三等奖;在密码算法分析方面,首次提出将可分性结合混合整数线性规划自动化搜索积分区分器,突破了传统方法的内存瓶颈,已成为积分分析的通用工具;系统研究了分组密码和流密码代数次数估计方法,给出基于可分性的高精度代数次数估计框架,并针对不可能差分、差分线性及旋转差分分析提出了区分器搜索与精度提升方法,刷新了一系列轻量级密码算法的区分器记录。第三、在公钥密码领域长期聚焦后量子格密码的设计与安全性分析,在安全性分析方面,系统揭示了多类格密码算法的安全缺陷,证明了HQCIND-CPA安全性缺失及底层数学问题的可解性,所提随机化改进方案间接推动了该算法向NIST标准的演进;针对Compact-LWE提出的两种私钥恢复攻击彻底攻破了该体制,致使其在NIST首轮评审中被淘汰;针对NTRUReEncryptNTRU分别提出了私钥恢复攻击、密钥不匹配攻击及多重密钥攻击,揭示了该类算法在现实应用中的潜在风险,为后量子密码标准化提供了重要的安全性分析依据。在算法设计方面,参与设计的格加密算法TALE与格签名算法FatSeal荣获全国密码算法设计竞赛(公钥组)三等奖;合作研究的多项式环快速多项式乘法技术KNTT,有效增强了格基密码算法参数选取的灵活性,显著降低了密钥规模并提升了运行效率。

团队依托数学与网络空间安全等重点学科平台搭建,汇聚了一批长期从事密码学与信息安全研究的骨干教师与青年科研人才,形成了教授引领、骨干支撑、青年攻坚、硕博联动的梯队化科研队伍。团队有教授7人、副教授8人。近5年来,团队积极承担各类纵向科研项目与横向技术攻关课题,获国家自然科学基金、科技部重点研发计划、省部级重点科研项目、网络安全专项课题等30余项,在《Journal of Cryptology》、《IEEE Transactions on Information Theory》、《Designs, Codes and Cryptography》、《Finite Fields and Their Applications》、《European Journal of Combinatorics》、《Discrete Mathematics》等主流刊物上发表论文200余篇。获湖北省自然科学奖一等奖和二等奖各1项,全国密码算法设计竞赛二等奖、三等奖各1项(分组密码),三等奖2项(公钥密码)。


研究团队主要成员如下:






研究方向

姓名

职称

密码学与信息安全

曾祥勇

教授

李念

教授

郑大彬

教授

陈媛

教授

涂自然

教授

孙志敏

教授

向泽军

教授

张莎莎

副教授

田诗竹

副教授

王丽莎

副教授

副教授

李丽莎

副教授

马俊如

副教授

陈思维

副教授

王小强

副教授

讲师