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全国一等奖+1,他们又帅又棒!

拼搏创新的 武汉大学 2024-03-25


武大3朵金花,一等奖!

又有一个全国一等奖花落珞珈

国内影响力最大的密码技术大赛

第八届全国密码技术竞赛

人才迭出“神仙打架”

武汉大学的这支队伍

过五关斩六将

取得全国一等奖的成绩

快跟着珞珞珈珈一起走近这支

来自密码学与区块链技术实验室的

“基地真好队”吧!





“过五关斩六将”的破局之道


“基地真好队”由来自国家网络安全学院的2023级研究生王亚龙、朱德范、方泓力组成,三位同学在冯琦老师的推荐和指导下参加了本次全国密码技术竞赛,并顺利通过初赛。


▲团队合照


团队在复赛时选择的题目是“基于国密算法的密文计算软件设计与实现”,队长王亚龙负责底层密码算法的实现,朱德范与王亚龙共同完成了基于SM2算法和秘密分享的上层密文计算协议实现,而方泓力则负责前端UI界面的设计和实现和后端用户和服务器以及服务器之间的交互通信。


密文就是加密后的数据,将其解密就成了人人都能理解的明文。在密码学领域,同态加密算法是实现密文计算的重要密码技术。通过同态加密,数据可以在加密状态下直接进行运算。“密文状态下的运算”无需进行解密,可以确保真实数据的安全,在云数据存储以及云计算方面都可以得到广泛的应用


然而,并不是所有的算法都支持密文状态的运算,如何实现密文状态下的运算,是“基地真好队”需要解决的问题。“基地真好队”及时捕捉了这样的需求,希望能够依靠自己的力量,设计一种基于SM2算法的密文计算方法。


目前实现密文计算的方法主要有两类,一种是“同态加密”的方法,一种是“安全多方计算”的方法。“基地真好队”选择的是第二种方法,在保留标准SM2算法安全强度的前提下,将用户的密文数据采用秘密分享的方式安全地进行切分,使得多方可以获得用户数据的秘密分享值,并在此基础上设计多种基于秘密分享的安全多方计算协议来支持更多其他运算类型。


▲背景介绍


夺奖之路并不是一帆风顺,在复赛期间,团队也遇到了不少难题。SM2算法的加密过程是将密钥派生函数所派生的密钥与消息进行异或来实现的,没有办法“在密文状态下计算”,队员们首先需要克服的问题就是修改SM2算法的加密算法,使之能够实现“在密文状态下计算”。


三位同学最初的想法是,将需要加密的明文映射到椭圆曲线上,再用椭圆的坐标反映这段数据。但这种方法仅能实现密文加法运算,从密文中恢复出最终计算结果的限制较大。经过与老师的讨论,队员们最终选择了“安全多方计算”的方法,既保障了修改后算法的安全性,又可以支持密文上的计算,顺利解决了问题。


▲方案细节示意图


“基地”真好!


提到队名的由来,队员们表示这是源于对国家网络安全基地的第一印象。初到基地开启研究生生活,优良的环境和完备的设施让大家不由得感叹“基地真好”。三人团结合作、分工明确。在互帮互助中共同突破了一个又一个难题,他们热爱并引以为豪的基地,不仅是他们的生活家园,更是他们理想实现的起点。他们在这里遇见、完成复赛作品,从这里出发,共同面对新的挑战,前往更大的舞台。


密码本身的问题之外,团队合作中也面临重重困难。团队中的方泓力和王亚龙分别擅长软件编写的Java和后端程序开发的c语言,如何用Java调用c语言实现的接口?负责前端UI界面的设计和实现以及后端用户、服务器之间交互通信的方泓力想到了JNI技术(Java Native Interface)。这种技术可以使Java虚拟机中的Java程序调用本地应用或库的编程框架,而运行在本地的程序正是由C语言编写。这样就实现了使用Java调动c语言的问题。哪怕擅长的方向各不相同,团队合作中互补的“基地真好”队也能跨越重重困难,一同重新出发。



“基地真好队”一路过五关,斩六将,来到了新疆大学参加决赛。新疆的大好河山让三位队员赞叹,为了目标奋斗拼搏的热血经历更让他们难以忘怀。得知进入决赛第二轮特奖答辩环节时,队员们感到既惊喜又压力重重,这意味着要在更大的舞台现场更好地展示和讲解作品,为了完善PPT讲稿和准备第二天可能会遇到的问题,队员们熬了一个通宵。这样的“熬”无疑是值得的,因为这是他们更是为了实现梦想的青春见证。


方泓力回忆,因为新疆和武汉的两小时时差,第二天早上八点出发去新疆大学时,天空仍有星光点点;迎着月光和寒风,身体虽然疲惫,但团队仍然在讨论着即将展示的内容,这种为了目标努力拼搏的精神,深深地刻进了他的记忆中。


竞赛夺冠?制胜秘籍来了!



王亚龙:竞赛对于文档撰写以及制图的能力提出了不小的要求,一个完善清晰的文档和美观的示意图是很大的加分项;其次,团队协作的能力也是必不可少的,明确分工、互帮互助,才能共同冲击更高的奖项;答辩时的临场发挥能力同样十分重要。面临竞赛,最重要的还是端正心态、坚持到底,才能真正得到收获

朱德范:首先还是要具备专业的知识,无论是密码学专业的知识还是数学、计算机科学,都需要有一定的涉猎。其次,编程技术也是必备的,因为只有具备能够将方案落地的编程技术,才能完整地实现方案从无到有的全过程。


方泓力:牢固的密码学基础是参加比赛的前提,对于基础的加密算法以及常用的国密算法都需要有一定了解。但大家也不必因为这些知识掌握得不太牢固就对比赛产生畏难情绪。比赛也是学习的过程,在比赛中不断扩充自己的知识也是竞赛中的关键。




志不求易者成 事不避难者进

从东湖之畔走到西北大疆

从基地实验走到一等奖领奖台

武大学子

结合作 不畏艰辛

全力奔赴山海

在密码学领域书写珞珈之篇







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图片来源于受访者

采访:陈巍

文案:廖晨希 韩雅宁

编辑:朱巧 韩雅宁

责编:张一芃

审核:邢知博


投稿邮箱:whu_luojiahao@163.com

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