密码科学技术国家重点实验室开放课题
2019年度申请指南

    本着“开放、流动、联合、竞争”的建设方针，密码科学技术国家重点实验室面向全国高等院校、科研机构和其它相关单位设立开放课题基金，支持密码及相关交叉领域的基础性和前沿性研究，欢迎并鼓励多个团队就某一方向联合申请。申请方向及研究内容如下(申请人可以对申请方向的部分研究内容开展研究):

1. 密码学困难问题研究

对密码学中的一些基础理论问题：如大整数分解问题、离散对数问题、格困难问题、椭圆曲线同源计算、多变元代数方程组求解、纠错码译码等的困难性进行研究，给出更优求解算法；探索提出新的困难问题并给出密码学应用。

2. 格公钥密码设计与分析

研究格中各种困难问题，探索给出新型实用格及其困难问题设计；提出新型格公钥密码实用化关键技术，设计实用化格公钥密码方案，降低算法参数大小，提升安全强度；研究格密码方案的快速安全实现方法；研究格密码方案、格困难问题安全性分析评估方法；对NIST及密码学会密码竞赛提交的格公钥密码算法进行安全性分析。

3. 基于编码的密码方案设计与分析 

研究基于随机线性码/拟循环的校验子译码问题、基于秩距离下的拟循环校验子译码问题；分析提炼目前安全的纠错公钥加密方案所基于纠错码的特征，研究提出可用于构造安全的公钥加密方案的新纠错码；设计实用化基于编码公钥加密方案，降低算法参数大小，提升安全强度；对NIST及密码学会密码竞赛提交的基于编码的公钥密码算法进行安全性分析。

4. 抗量子攻击的伪随机数发生器及伪随机函数研究

构造可以抵抗量子计算攻击、低电路复杂度的伪随机函数、伪随机数发生器和随机性提取器等。

5. 新应用环境下公钥密码协议研究

研究可用于安全数据外包存储、计算、审计的高效公钥密码协议；研究高效基于身份加密、可搜索加密、属性加密、全同态加密、函数加密等密码方案的设计与可证明安全方法；研究设计满足SOA、KDM、泄露容忍等安全性质的高效公钥加密方案；研究简洁高效ZK、SNARK等证明协议；研究物联网、区块链等新应用技术及环境下的轻量级密码协议。

6. 安全多方计算协议的设计理论研究 

研究安全多方计算(MPC)协议的前沿基础理论及其基础密码组件，包括：MPC协议的轮复杂性以及最优通信复杂度、可否认加密、非承诺加密等；针对半诚实敌手、隐藏敌手、恶意敌手三类敌手以及布尔电路和算术电路两类电路，研究高效MPC协议的设计方法。

7. 量子安全模型及量子安全证明技术研究

完善量子随机预言机模型的理论，研究加密、签名等典型密码学原语的量子安全模型定义及在量子安全模型下的通用构造方法；研究传统安全模型下的各种密码方案在量子安全模型下的安全性；研究适合量子安全模型的新型安全证明技术等。

8. 量子算法设计及其应用研究   

研究设计可以体现量子优势的简洁、高效量子算法；分析不同量子计算模型下适合运行的量子和经典算法特征，评估量子算法求解格、编码、（非）线性规划等困难问题的时间、资源复杂度，并提出加速方法。

9. 量子密钥分配协议及系统实际安全性研究

研究设计连续变量调制、分离变量调制的量子密钥分配协议，分析系统实际实现和应用中的安全性问题，设计相关的防御方案并给出相应的安全性证明。

10. 量子随机数设计与安全性研究

设计源无关和测量设备无关等量子随机数发生器协议；设计基于激光器噪声的新型量子随机数生成方案；研究量子随机数发生器的实际安全性，完善安全性分析方法；分析影响量子随机数发生器速率和后处理算法效率的因素，提出改进方案；研究适用于高速量子随机数分析与应用场景的数据存储、传输、计算技术。

11. 新型密码函数构造及其相关密码学性质研究

针对不同的应用需求，构造各项安全性指标折衷最优的密码函数；提炼密码函数研究中新的数学问题，提出新的构造方法；设计可用于侧信道安全防护的高效掩码函数；研究基于量子及人工智能技术的密码函数构造方法。

12. 新型对称密码算法设计理论研究

研究构造新型非线性源、S盒等非线性组件和扩域上的线性反馈、扩散层等线性组件；研究提出新型整体结构及轮函数；研究设计面向5G及物联网等应用场景的序列密码、可调分组、认证加密、哈希函数，探索新型融合密码算法设计。

13. 对称密码分析技术前沿问题研究

研究建立量子计算模型下对称密码算法的安全性评估体系；提出AES等标准算法和Trivium等轻量级算法的分析新方法；研究对称密码分析方法的假设条件、等价关系等基础理论；研究搭建对称密码立方攻击、差分分析等高效可扩展硬件实验平台；研究对称密码模型可证明安全归约方法。

14. 对称密码自动化分析方法研究

研究针对对称密码分析的MILP、SAT等底层问题的快速求解算法，给出软件实现；研究猜测确定路径搜索、立方攻击可分性传播、线性分析和差分分析有效路径确定、中间相遇攻击高效对接方案设计等自动化攻击构造技术。

15. 侧信道分析及安全防护技术研究

研究提出新型侧信道攻击技术及建模方法；研究提出新型侧信道安全防护技术，探索可证明安全防护理论及方法；分析NIST候选抗量子计算密码抵抗侧信道攻击的能力，提出针对性的安全防护技术，探索量子环境下的侧信道分析和安全防护方法。

16. 基于人工智能技术的密码设计及分析

研究基于生成对抗模型的密码算法/协议设计分析方法与密码系统攻防分析方法；研究基于模式识别的侧信道分析技术与漏洞挖掘、异常检测技术；研究基于人工智能技术的密码算法与协议形式化分析方法、基于神经网络的加密和混淆算法；研究基于GPU/TPU/FPGA等计算器件的人工智能密码算法分析方法及工程实现；研究基于机器学习的密码设备性能测评与调优。

17. 操作系统高速硬件设备相关软件代码分析及测试验证技术研究

基于动态分析、静态分析等技术，针对显卡、网卡等高速硬件设备操作系统软件代码特别是内核模块代码，设计高效准确的自动化分析方法和测试框架，能检测其并发性错误、违反函数使用规则错误、空指针解引用等缺陷和拒绝服务、信息泄露等安全漏洞。

本次开放课题起始时间为2019年7月，面上课题研究周期一般不超过2年,支持经费不超过10万元；重点课题研究周期可根据研究内容确定，一般为2-4年，支持经费根据研究内容和预期成果的不同，一般为20-40万元。

 开放课题申请受理的截止日期为2019年5月15日，申请人须按规定格式填写《密码科学技术国家重点实验室开放课题基金申请书》，并加盖单位公章，纸质版一式2份，于截止日期之前（以邮戳或发件日期为准），邮寄到下面的通讯地址，电子版及附属材料发送至以下邮箱。

 

联系人：徐老师

联系电话：(010)-82789199  邮箱: xuxx@sklc.org

通讯地址：北京市5159信箱，密码科学技术国家重点实验室， 100878