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网络空间安全创新创业实践课程项目作业

Cyberspace Security Innovation and Entrepreneurship Practice Course

山东大学网络空间安全学院（研究院）2023年网络空间安全创新创业实践课程相关project完成情况及相应代码。

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小组成员：

本课程选择进行个人组队，所有项目由个人完成，队伍序号为group6 num1。

小组成员姓名	学号	Github账户名称
高培民		Peimin Gao

项目及完成情况：

本课程共有21个项目，而本仓库完成了所有的项目内容。

项目序号	项目名称	对应项目文件夹	项目完成情况	项目实现方式及效果
Project1	implement the naïve birthday attack of reduced SM3	birthday attack of SM3	✔️	利用C++与Openssl库来进行攻击，可在秒级实现对前24bit的攻击。
Project2	implement the Rho method of reduced SM3	rho attack of SM3	✔️	利用C++与Openssl库来进行攻击，可在微秒级实现对前24bit的攻击。
Project3	implement length extension attack for SM3, SHA256, etc.	length extension attack	✔️	利用C++与Project4中所实现的SM3算法，针对SM3算法开展了长度扩展攻击
Project4	do your best to optimize SM3 implementation (software)	optimized SM3	✔️	通过C++语言，分别抽取了Openssl库中对于SM3的实现与自己手动实现的SM3算法，并采用了SIMD指令、循环展开与宏定义函数的方式来进行优化，最后可实现约10%~15%的加速。
Project5	Impl Merkle Tree following RFC6962	Merkle Tree	✔️	利用C++语言来实现，采用的哈希函数实例为SHA256算法。
Project6	impl this protocol with actual network communication	Hash Wires for Range Proof	✔️	仿照课程PPT流程，为了使得Alice向Bob证明她的年龄大于21岁，依赖于可信第三方，利用C++语言与实例化的SM3算法来进行零知识的范围证明(by hash wires)。
Project7	Try to Implement this scheme	Generalizing Hash Chains	✔️	通过C++语言并借助于Openssl库，完成一般化的hash wires，并完成相应的范围证明测试。
Project8	AES impl with ARM instruction	AES impl with ARM	✔️	借助于云服务器，通过C++语言，采用ARM处理器所提供的AESNI指令来完成AES的加解密函数，并验证了其正确性，加解密时间可以做到纳秒级。
Project9	AES / SM4 software implementation	AES/SM4 impl	✔️	通过C++语言，首先利用x86处理器的AESNI指令完成了对于AES的软件实现，之后通过AES与SM4算法数域结构的同构特性，也利用AESNI指令完成了对于SM4算法的实现，对于所实现的AES与SM4分别验证了其正确性，并且加解密时间均可做到纳秒级。
Project10	report on the application of this deduce technique in Ethereum with ECDSA	the deduce technique of ECDSA	✔️	主要介绍了从ECDSA签名中推导出公钥的方法，并介绍了此种方法对于区块链网络的优势所在。
Project11	impl sm2 with RFC6979	impl sm2 with RFC6979	✔️	通过Python语言，以SM2签名算法版本为例，并根据RFC6979标准修改了随机数选取的方法。
Project12	verify the above pitfalls with proof-of-concept code	verify the pitfalls	✔️	主要根据课程PPT中所介绍了4种安全性漏洞，通过C++语言，借助于Openssl库所提供的椭圆曲线运算函数，对这4种安全性漏洞依次进行了验证。
Project13	Implement the above ECMH scheme	ECMH	✔️	通过Python语言，基于secpk256k1曲线，将哈希值映射到了椭圆曲线上的一个点。
Project14	Implement a PGP scheme with SM2	PGP scheme with SM2	✔️	通过Python语言，将公钥加密算法(SM2)与分组密码(AES)相结合，实现了课程PPT所述的PGP方案。
Project15	implement sm2 2P sign with real network communication	sm2 2P sign	✔️	通过Python语言，并通过socket库来模拟网络通信，在SM2曲线上实现了两方共同参与的SM2签名流程。
Project16	implement sm2 2P decrypt with real network communication	sm2 2P decrypt	✔️	通过Python语言，并通过socket库来模拟网络通信，在SM2曲线上实现了两方共同参与的SM2加解密流程。
Project17	比较Firefox和谷歌的记住密码插件的实现区别	compare FireFox with Google	✔️	根据课程PPT及网络文档资料，比较了Google与Firefox对于记住密码插件的区别并分别阐述了其各自的优劣所在。
Project18	send a tx on Bitcoin testnet, and parse the tx data down to every bit, better write script yourself	send a tx on Bitcoin testnet	✔️	在实际的比特币测试网络上成功创建了一笔交易，并获取了其交易脚本的内容。
Project19	forge a signature to pretend that you are Satoshi	forge a signature	✔️	按照课程PPT所述流程，通过C++语言，借助于Openssl库来完成椭圆曲线上的运算，完成了对于ECDSA签名的伪造并成功对其进行验证。
Project21	Schnorr Batch	Schnorr Batch	✔️	按照PPT所述流程，通过Python语言，在secpk256k1曲线上完成了对于Schnorr签名的批量验证。
Project22	research report on MPT	research report on MPT	✔️	首先分别介绍了默克尔树与前缀树，之后介绍了二者的结合——即MPT树，包含其节点类型，编码方式，增删查改操作及其特点的内容介绍。

其中：

• ✔️：项目已完成
• ❌：项目未完成

所有项目的详细报告内容，可进入对应的项目文件夹详细查看README.md文件。与此同时，本仓库还添加了本学期所作的其它的一个额外项目的子模块：用于公钥密码学的CUDA平台大整数加减乘运算实现，主要基于多标量乘法来实现对于256bit, 512bit, 1024bit或其它长度数据的快速运算，虽然与本课程内容并无直接关系，但可能会对于CUDA平台的密码学项目开发比较有用，因而也引入到本仓库当中。