“基礎(chǔ)理論研究需要花苦功夫和坐得住‘冷板凳’。經(jīng)過將近10年的研究積累，我們提出了復(fù)雜敵手攻擊下的安全模型定義新方法和安全性證明新理論，設(shè)計(jì)了系列安全高效的可擴(kuò)展多功能密碼方案?！?span>國家杰出青年科學(xué)基金獲得者、國務(wù)院學(xué)位委員會(huì)網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)科評議組成員、暨南大學(xué)副校長翁健說。

4月15日，在全省科技創(chuàng)新大會(huì)上，翁健牽頭完成的“復(fù)雜用戶環(huán)境下數(shù)據(jù)安全理論與方法”項(xiàng)目獲2021年度廣東省自然科學(xué)一等獎(jiǎng)。未來，該項(xiàng)目將繼續(xù)深化抗量子計(jì)算攻擊的數(shù)據(jù)安全保護(hù)方面的研究，特別是重點(diǎn)爭取在抗量子計(jì)算攻擊的密碼學(xué)方面取得更多突破，為國家的數(shù)據(jù)與網(wǎng)絡(luò)安全保駕護(hù)航。

翁健。受訪者供圖

開創(chuàng)條件代理重加密的研究新領(lǐng)域

在數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代，人們在享受便利的同時(shí)，如何保障數(shù)據(jù)與網(wǎng)絡(luò)安全？這與密碼技術(shù)密不可分，小到手機(jī)支付，大到國家安全，其背后都有密碼技術(shù)的“保駕護(hù)航”。密碼技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)空間安全的關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)，與核技術(shù)、航天技術(shù)并稱為“國家安全三大支撐技術(shù)”。

翁健從事的研究方向，正是密碼學(xué)與網(wǎng)絡(luò)空間安全。在近20年的研究工作中，他在思考：隨著信息技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)安全保護(hù)面臨的用戶環(huán)境越來越復(fù)雜，新的攻擊方式不斷涌現(xiàn)，攻擊策略復(fù)雜多變，攻擊能力越來越強(qiáng)；用戶對數(shù)據(jù)安全保護(hù)的功能需求多種多樣；數(shù)據(jù)安全保護(hù)方案的效率要求也越來越高，如何更好地保護(hù)數(shù)據(jù)的安全性？

“復(fù)雜用戶環(huán)境下數(shù)據(jù)安全理論與方法”項(xiàng)目因此開展?！巴ㄋ讈碚f，該項(xiàng)目主要研究和設(shè)計(jì)安全性更強(qiáng)、功能更豐富、效率更高的密碼方案，以更好地保護(hù)數(shù)據(jù)的安全性?！蔽探〗榻B道。

經(jīng)過將近10年的研究積累，該項(xiàng)目提出了復(fù)雜敵手攻擊下的安全模型定義新方法和安全性證明新理論，設(shè)計(jì)了系列安全高效的可擴(kuò)展多功能密碼方案。由于在密碼學(xué)領(lǐng)域取得的突出科研成果，翁健獲得了中國密碼學(xué)會(huì)首屆密碼創(chuàng)新獎(jiǎng)，還先后應(yīng)邀在兩屆中國密碼學(xué)會(huì)年會(huì)上作大會(huì)特邀報(bào)告。

“我們提出了單邊可公開打開可提取基于身份加密的新原語，構(gòu)造了國際上首個(gè)可以同時(shí)抵抗選擇密文攻擊和選擇打開攻擊的基于身份加密方案，解決了選擇打開攻擊研究領(lǐng)域的一個(gè)公開問題。”翁健介紹，該項(xiàng)目開創(chuàng)了條件代理重加密的研究新領(lǐng)域，為支持細(xì)粒度訪問控制的安全數(shù)據(jù)共享提供了技術(shù)手段；提出了同態(tài)加密認(rèn)證碼的密碼學(xué)新原語，設(shè)計(jì)了可驗(yàn)證計(jì)算的新方法，給出了將屬性加密無縫升級到解密結(jié)果可驗(yàn)證的通用框架，實(shí)現(xiàn)了可驗(yàn)證同態(tài)加密的通用構(gòu)造方法，在保障數(shù)據(jù)機(jī)密性的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了計(jì)算結(jié)果正確性的驗(yàn)證。

做科研要坐得住“冷板凳”

回顧項(xiàng)目的研究歷程，翁健感慨良多?！盎A(chǔ)理論研究需要花苦功夫和坐得住‘冷板凳’，需要一步一步去攻克安全模型刻畫、方案構(gòu)造、安全性證明等過程中的難點(diǎn)，中間會(huì)遇到各種挫折和失敗，這時(shí)候特別需要沉得住氣，不能因?yàn)橹虚g的失敗而氣餒或者放棄，需要持之以恒。”

他介紹，在開展項(xiàng)目研究過程中，團(tuán)隊(duì)面臨3個(gè)重點(diǎn)難點(diǎn)問題：如何準(zhǔn)確刻畫復(fù)雜環(huán)境下敵手的攻擊行為和密碼方案的安全目標(biāo)，合理定義相應(yīng)的安全模型？如何構(gòu)造滿足復(fù)雜環(huán)境用戶需求的可擴(kuò)展多功能密碼方案？如何設(shè)計(jì)高效率的密碼方案，并給出緊致性安全證明？

其中，研究如何設(shè)計(jì)密文長度固定的并行密鑰隔離加密這一問題，讓翁健印象深刻。

在讀博期間，翁健就瞄上了這一問題展開研究，從早到晚都泡在實(shí)驗(yàn)室，不斷嘗試設(shè)計(jì)各種方案。但直到博士畢業(yè)，他都無法設(shè)計(jì)出成功的方案。

畢業(yè)后到了新加坡從事研究，翁健還是心有不甘，一直惦記著要解決這一問題。有一天深夜，他從實(shí)驗(yàn)室步行回家的路上，突然下起大雨，雨水打在頭上，他卻渾然不覺，還在雨中邊走邊思考方案的構(gòu)造，想到了一種利用某種密碼原語來通用構(gòu)造方案的嘗試方法。到了家里，顧不上換掉早已濕透的衣服，他拿起紙筆就開始推算方案和嘗試安全性證明。“雖然一個(gè)通宵下來，最終發(fā)現(xiàn)安全性證明通不過，但是那種出現(xiàn)解決問題曙光帶來的欣喜，讓人經(jīng)久難忘?！?翁健回憶道。

后來，翁健回國，到暨大工作。有一天開實(shí)驗(yàn)室組會(huì)，他在給同學(xué)們講解如何提出新密碼學(xué)原語和進(jìn)行安全性分析時(shí)，突然間發(fā)現(xiàn)利用一種新的密碼原語與密鑰聚合相結(jié)合的巧妙方法，竟然有望得出通用的構(gòu)造方法。他立即將這一想法記下來，接下來幾天和團(tuán)隊(duì)老師一起反復(fù)設(shè)計(jì)和推演，最終成功設(shè)計(jì)出了構(gòu)造密文長度固定的并行密鑰隔離加密方案的通用方法，并給出了具有緊致歸約性質(zhì)的安全性證明。利用他們的通用方法，還可以進(jìn)一步得到可抵抗量子計(jì)算攻擊且密文長度固定的基于格的并行密鑰隔離加密方案。

翁健帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成員開展學(xué)術(shù)研討。受訪者供圖

“一個(gè)困擾了我6年多的問題，終于得到了解決，真有一種‘眾里尋他千百度,驀然回首,那人卻在燈火闌珊處’的感覺?！蔽探≌f，科研工作的魅力正在于此，與團(tuán)結(jié)奮進(jìn)的團(tuán)隊(duì)一起在自己感興趣的研究領(lǐng)域攻堅(jiān)克難，會(huì)有滿滿的成就感。

將深化抗量子計(jì)算攻擊的數(shù)據(jù)安全保護(hù)研究

“科研工作要‘頂天立地’，既面向國家重大戰(zhàn)略需要,努力做到理論技術(shù)上有創(chuàng)新和突破,又努力解決好實(shí)際問題，將理論成果產(chǎn)業(yè)化?！蔽探〗榻B，這些年，除了在三大密碼學(xué)頂級會(huì)議和IEEE匯刊等發(fā)表系列高質(zhì)量論文，團(tuán)隊(duì)還獲得授權(quán)國家發(fā)明專利30多件，牽頭或參與制定國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)9項(xiàng)，獲得軟件著作權(quán)12項(xiàng)。特別是與廣州芳禾數(shù)據(jù)有限公司合作研發(fā)出數(shù)據(jù)安全與隱私計(jì)算平臺，有效實(shí)現(xiàn)“原始數(shù)據(jù)不出域，數(shù)據(jù)可用不可見，數(shù)據(jù)可控可計(jì)量”，助力政府、機(jī)構(gòu)、企業(yè)等各類客戶解決數(shù)據(jù)流通過程中的安全和隱私保護(hù)問題，釋放數(shù)據(jù)要素價(jià)值，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

未來，翁健團(tuán)隊(duì)還將繼續(xù)深化抗量子計(jì)算攻擊的數(shù)據(jù)安全保護(hù)方面的研究，特別是重點(diǎn)在抗量子計(jì)算攻擊的密碼學(xué)方面取得更多突破。

“近年來，隨著量子計(jì)算機(jī)的研制不斷取得進(jìn)展，量子計(jì)算給傳統(tǒng)公鑰密碼學(xué)帶來了嚴(yán)峻的威脅。”翁健介紹，抗量子密碼學(xué)是指能夠抵抗量子計(jì)算機(jī)對現(xiàn)有密碼算法攻擊的新一代密碼算法。接下來，團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)研究抗量子計(jì)算攻擊的新型密碼學(xué)，特別是力爭在考慮量子計(jì)算攻擊的安全模型定義新方法、基于格的多功能密碼方案構(gòu)造與緊致歸約安全性證明新理論等方面取得更多新突破。

翁健是科研工作者，也是教育工作者。自2018年以來，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)自主培養(yǎng)了1名國家杰青和3名國家優(yōu)青，使暨大成為國內(nèi)密碼學(xué)領(lǐng)域國家杰青和國家優(yōu)青人才數(shù)量最多的高校之一。作為主要牽頭人，翁健推動(dòng)暨大在國內(nèi)較早開設(shè)網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)，去年又獲批了密碼科學(xué)與技術(shù)專業(yè)。他還帶領(lǐng)暨大網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)院獲批了網(wǎng)絡(luò)空間安全一級學(xué)科博士點(diǎn)、全國首批網(wǎng)絡(luò)空間安全博士后科研流動(dòng)站、網(wǎng)絡(luò)安全檢測與防護(hù)技術(shù)國家地方聯(lián)合工程中心等高水平學(xué)科和科研平臺。

“密碼學(xué)與網(wǎng)絡(luò)安全是守護(hù)人民安全和國家安全的核心技術(shù)，培養(yǎng)這方面的人才，更要將學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)與愛國情懷培養(yǎng)緊密結(jié)合在一起?！蔽探≌f，希望培養(yǎng)具有家國情懷、服務(wù)國家戰(zhàn)略、理論與實(shí)踐能力并重的密碼學(xué)與網(wǎng)絡(luò)安全人才，一起守護(hù)國家的數(shù)據(jù)與網(wǎng)絡(luò)安全。

【記者】馬立敏

【通訊員】李偉苗

【作者】 馬立敏

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