北京航空航天大学第30届“冯如杯”科技竞赛于7月12日落下帷幕，网安学子首次亮相即取得优异成绩，获得科技作品竞赛二等奖一项，三等奖一项。
序号 |
作品编号 |
作品类别 |
作品名称 |
获奖类型 |
团队成员 |
指导教师 |
1 |
Bb3040261830 |
科技发明制作类 |
SM4结构算法分组破译 |
信息技术类二等奖 |
张逸飞、刘志鹏、张英鹏 |
高莹 |
2 |
Ab3040238590 |
自然科学类学术论文 |
基于AVX2指令集的国产密码算法uBlock软件快速实现 |
信息技术类三等奖 |
张宇鹏、严宇 |
高莹 |
获奖作品简介
SM4结构算法分组破译：
SM4算法是中国国家密码算法标准之一，被广泛运用于无线局域网。密码设计和密码破译相辅相成，对简化SM4算法的分析破译利于深入学习SM4算法的安全性，并为进一步研究SM4算法及类似结构算法提供了重要参考价值。基于已有的研究，本作品提出了适用于简化版SM4算法的差分分析方法，完成了可行范围的实现和理论推导；并且完整地实现了另一种方法——故障差分分析。理论推导和测试分析表明，本作品提出的两种方法均对简化SM4算法攻击成功。
基于AVX2指令集的国产密码算法uBlock软件快速实现：
面对当前严峻的网络空间安全国际局势，为了繁荣我国密码理论和应用研究,推动密码算法技术进步,促进密码人才培养,中国密码学会于2019年2月首次举办了全国密码算法设计竞赛。其中，uBlock密码算法从22个分组密码算法中脱颖而出获得一等奖。uBlock算法的设计目标是安全性高、可扩展性好、适应性强,以满足多个行业领域对分组密码算法的应用需求。提高uBlock算法的软件实现速度对于国产密码算法的推广，以及投入实际使用工作，具有重要的推动作用。
本作品基于单指令多数据（Single Instruction Multiple Dada，SIMD）的AVX2指令集（AVX2指令集是AVX指令集的扩展和改进，也称为Haswell New Instructions），提出了一种针对uBlock密码算法的快速软件优化方法。首先，针对于uBlock算法大量存在的4比特操作，我们使用了每个字节中储存4比特中间过程的数据处理方法；然后，针对4比特数据的分拆和组装，我们使用了AVX2指令集进行了快速实现。同时，对于过程中的S盒查表和向量置换P，我们都使用向量重排（shuffle）操作统一进行处理。与原作者给出的速度相比，本作品的uBlock-128/128速度提高了151%，本作品的uBlock-256/256速度提高了53%。
值得注意的是，两个获奖作品均聚焦国产密码算法，分别从安全性和性能两方面展开研究，选题为近年来信息安全学术界和工业界共同关心的重要研究问题。密码服务是信息化安全建设的基础服务，密码的国产化改造和推广是网安人重要的历史使命。在此，向参加此次“冯如杯”科技竞赛并入围复赛答辩的每个团队指导老师和参赛同学们表示真诚的鼓励，疫情期间学业压力重有诸多不便，每一次参与都会有进步和收获；向两支获奖队伍表示衷心的祝贺，感谢指导老师对本科生科创的大力支持。
在“厚基础、精理论、重实践、强能力”的创新人才培养理念指导下，学院师生踊跃参与各类科技创新竞赛，成果丰硕，同学们的实践能力得到了显著提升。相信网安学子将在未来更多的科技竞赛中脱颖而出，再创佳绩！
