网络空间安全防御理论与关键技术研究
发布时间：2021-09-18
信息来源：北京市科技成果信息系统
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发布时间：2021-09-18
信息来源：北京市科技成果信息系统
- 密码算法;人工智能;网络空间安全;微处理器
基本信息
所属科技项目名称：网络空间安全防御理论与关键技术研究
项目主管部门：北京市科学技术委员会、中关村科技园区管理委员会
科技成果信息
科技成果名称：网络空间安全防御理论与关键技术研究
关键词：网络空间安全；信息安全；密码学；人工智能；区块链；智能安全；微处理器安全
科技成果类型：
科技成果所处阶段：
科技成果应用领域：信息传输、软件和信息技术服务业
科技成果简介：
近年来，随着物联网、量子计算、人工智能、区块链、生物认证等新技术的快速发展，整个社会越来越数字化、网络化与智能化，与此同时新型的计算环境、网络环境以及应用环境不断产生。在密码基础理论与前沿技术、微处理器安全、智能安全、网络系统安全等方面，传统理论与方法逐渐暴露出各种局限性，同时相关技术的安全性也受到了巨大的挑战。
本项目针对国家网络空间安全与信息技术自主可控需求，研究密码基础理论与前沿技术、微处理器安全、智能安全、网络系统安全等一批共性关键和基础前沿技术，搭建网络系统防御技术攻关平台，夯实网络系统防御学科方向基础研究，为网络空间安全国家实验室在京建设提供保障。
课题目标划分四个研究团队，分别针对密码基础理论和算法、人工智能与安全技术融合、体系结构与安全技术融合、网络空间安全科学理论，这四大研究领域开展研究。按照四大研究领域，本课题主要目标以及研究方案如下。以设计面向算法征集的抗量子计算攻击的密码算法与轻量级密码算法为主要目标研究相关的密码分析与设计理论，并对区块链以及生物密码等新兴密码学领域进行基础理论及其相关应用研究；以建立基于人工智能技术的智能视觉大数据平台以及隐写与隐写分析平台为主要目标，研究相关的关键理论与技术；以建立能够有效防御以“幽灵”（Spectre）和“熔断”（Meltdown）为代表的硬件安全漏洞，并消除推测执行对于微体系结构状态改变造成的安全隐患的基于 FPGA 的安全处理原型验证系统为主要目标，研究相关的关键 理论与技术；以发表高水平的学术论文，培养科研创新团队为主要目标，研究与网络空间安全科学理论相关的重要科学理论问题。
课题组取得的主要研究成果如下：在密码算法设计与分析方面，课题组 提出的抗量子密码算法 LAC 算法成为全球进入 NIST 抗量子密码算法征集第二轮评估的 26 个候选算法之一，是亚洲唯一入围第二轮评估的算法。课题组提出的轻量级认证加密密码算法 KNOT 成为全球进入 NIST 轻量级密码算法征集第二轮评估的 32 个候选算法之一。这些算法研究为推动我国后量子密码算法与轻量级密码算法标准化提供一定的技术支持和设计保障。在人工智能 与安全技术融合方面，课题组搭建了一套视觉大数据智能分析平台，实现境外开源 QB 数据采集、部分接入数据的可视化、文本/音频/视频数据的分析结 果展示和用户交互。课题组研发了智能隐写与隐写分析系统，包括图像隐写系统、视频隐写系统、音频隐写系统与多媒体隐写分析平台。平台在国家各部门得到应用，发挥了工作绩效。本课题成功搭建了基于 FPGA 的安全处理 原型验证系统，并在此基础上，实现本课题研究的微体系结构以及安全增强特性，能够有效防御以“幽灵”（Spectre）和“熔断”（Meltdown）为代表的硬件安全漏洞，有效消除推测执行对于微体系结构状态改变造成的安全隐患， 减少或消除典型的微体系结构侧信道泄露渠道。在知识产权方面，在课题执 行周期内，课题组发表与接收 CCF B 类以上论文 54 篇，申请专利 36 项，获得软件著作权 6 项。
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