近日，南科大公布了2022年国家奖学金获得者名单。我系3名优秀学子荣获，分别是刘江课题组博士生章晓庆、硕士生刘浩锋，张殷乾课题组硕士生邓森！南方科技大学计算机科学与工程系

2022年10月，开放智能机器(上海)有限公司与南方科技大学教育基金会签署合同，向南科大捐赠了180套EAIDK-310开发板，用于帮助南科大计算机系课程“C/C++程序设计”的课程教学。南科大计算机系的“C/C++程序设计”是一门由广东省本科高校教学质量与教学改革工程项目资助的课程，课程内容由于仕琪副教授及教学团队设计。目前已经建成了一门在线开放课程，网上课程已在“学堂在线”和Bilibili网站上线。本课程尝试带学生们揭开这门语言上遮盖的面纱，让学生从更底层深入理解这门语言。本课程的教案和例程全部由任课教师从零设计，力求生动和易于理解。课程的特点如下：基础知识：以点带面，循序渐进；不罗列语法规则，选关键点讲透，并介绍C/C++里面无数的“坑”。因为不了解这些“坑”，C/C++程序就会非常容易出问题。本课重点：指针和内存管理。用形象的插图介绍C/C++的数据结构和内存管理，让学生不再惧怕指针这个知识点。亮点1：突出其他编程语言没有的特色，重视程序效率，介绍提速几十倍的方法。开源OpenBLAS项目负责人张先轶博士参与课程设计。亮点2：课程内容广泛采用开源项目OpenCV中的内容作为例子，开源项目与授课结合，使授课内容直接切入实际的项目。通过OpenCV里的cv::Mat类，展示真实生产中使用到的C++特性。邀请了OpenCV开发团队负责人Vadim Pisarevsky介绍这个类的设计理念。亮点3：与工业应用紧密结合，介绍ARM开发（ARM嵌入式开发板和华为云ARM服务器），因为C/C++语言在计算效率上有其他语言没有的优势。亮点4：视频、课件、例程、作业、优秀样例等资料开源提供，网址 github(dot)com/ShiqiYu/CP开放智能公司提供的EAIDK-310开发板，尺寸仅有名片大小，拥有CPU、RAM、存储、网口、USB接口、HDMI视频接口等，是一个完整的微型电脑。南科大每位选修“C/C++程序设计”的同学都拥有了一个“ARM小电脑”，可以在上面进行C/C++开发。这样学生们会具有在不同硬件平台上进行C/C++语言开发的经验，进一步激发学生们学习计算机的兴趣。开放智能公司的捐助，对于提升教学效果，提升学生们的专业能力，激发学生的学习兴趣具有非常重要的作用。EAIDK (Embedded AI Development Kit)，是以 Arm SoC 为硬件平台、 Tengine ( Arm中国周易平台）为核心的人工智能基础软件平台、集成典型应用算法，所形成的软硬一体化”的 AI 开发套件；是专为 AI 开发者精心打造，面向边缘计算的人工智能开发平台。硬件平台：具备语音、视觉等传感器数据采集能力，及适用于多场景的运动控制接口。软件平台：Linux 操作系统， Tengine+OpenCV 完美适配。可进行 AI 视觉分析、语音识别等主流开源算法和应用。满足 AI 教育、算法应用开发、产品原型开发验证等需求。深圳市南方科技大学教育基金会（Southern University of Science and Technology Education Foundation，缩写 SUSTechEF ）于2011年成立，属非公募基金会，是经深圳市民政局批准设立的深圳市第一家高校教育基金会。2020年，教育基金会获评深圳市社会组织评估最高等级5A级；2021年，深圳市南方科技大学教育基金会正式通过慈善组织认定和ISO9001质量管理体系认证。教育基金会成立十余年来，秉承南方科技大学的使命与担当，聚众人之力，集众人之智，汇众人之爱，推动中国高等教育事业改革，促进南科大教学、科学研究和高新技术开发事业的发展。致力于加强南科大与国内外各界的联系合作，扩大教育科研经费来源，实现办学经费多元化。通过奖励和资助，提高教师教学与科研水平，帮助学生安心学业，鼓励学生综合发展。接收境内外社团、企业、商社和个人的捐赠。根据学校需要和捐赠者意愿设立资助项目，促进学校和院系发展、教师引进、学生培养，提高教学水平、科研创新能力，推动产学研融合，服务社会，并承担一定的社会公益资助。南科大计算机科学与工程系成立于2016年。目前本系已有全职教师53名，均在海外知名大学获得博士学位或有多年教学与研究的工作经验。其中，IEEE会士3名，IET会士1名。重点发展人工智能、数据科学、计算机系统和网络、医学影像、计算机与网络安全、软件工程等方向，致力于建设成为计算机学科领域国际知名的研究型计算机科学与工程系。南方科技大学计算机科学与工程系

2022年10月28日中午，南方科技大学计算机科学与工程系教职工党支部党员大会在工学院大楼南楼443B会议室隆重召开，支部28位党员参加大会，会议由张进书记主持。大会通过选举产生了计算机科学与工程系教职工党支部4位增选支部委员会委员。同时，会议一致通过，郑锋、袁博等两位同志被正式接收为预备党员，目前计算机系教研系列教师党员数增至12名，占比37.5%，计算机系党建工作翻开了新的篇章。会议现场张进书记主持会议会议第一项议题是学习贯彻党的二十大精神。大家纷纷表示将坚定不移地用习近平新时代中国特色社会主义思想武装头脑、指导实践，坚持立德树人根本任务，锐意进取，切实将理论学习成果转化到生活实践和科研攻关中来。会议进行了支委增选。根据选举办法，方苏菊、王薇、刘萍、刘静 四位同志的选票符合选举要求，增选为计算机科学与工程系教职工党支部委员会委员。选举由大会监票人朱悦铭、计票人张爱现场对投票结果进行汇总统计公布，确保了大会选举公平公正公开。增选支委委员（左上至右下 方苏菊、王薇、刘萍、刘静，姓氏笔画为序）随后，会议审议讨论接收郑锋、袁博两位发展对象转为中共预备党员的申请。两位发展对象依次汇报自己的思想工作基本情况。他们讲述了自己在思想、工作等方面的表现，表明自身存在的不足和缺点。经过与会正式党员无记名投票，表决一致通过郑锋、袁博为中共预备党员。郑锋作汇报郑锋培养人于仕琪作培养情况报告袁博作汇报，培养人张进作培养情况报告教职工党支部党员大会结束后举行了教职工党支部支委会。会议议定了刘萍为支部副书记、刘静为统战委员、方苏菊为纪检委员、王薇为宣传委员。计算机系教职工党支部支委合影（从左到右 王薇、朱悦铭、张进、刘萍、方苏菊、刘静）在迈向全面建设社会主义现代化国家新征程之际，南科大计算机系应当把握住粤港澳大湾区、社会主义先行示范区建设的契机，在互联网与云计算、大数据、人工智能、新一代信息技术等重点领域实现高质量发展。此次大会为今后计算机科学与工程系党建工作的更有力开展奠定了坚实的基础，围绕立德树人在这一根本任务更好地发挥基层党组织的创造力、凝聚力和战斗力。计算机系教职工党支部

2022年10月27日，中国科学院院士陈国良教授做客南科大。陈院士以“入徒之路——如何做研究生”为题，围绕“如何参加科研”、“如何撰写学术文章”等十个主题，以幽默风趣的语言，通过生动形象的故事和自己的亲身经历，与在场师生分享了他对研究生学习与科研等方面的独到见解。计算机科学与工程系主任姚新教授、副主任王琦副教授、计算机系部分教师、图灵班20级、21级、22级学生以及部分研究生到场聆听了报告。讲座现场陈国良院士作报告陈院士从“如何走进师门”为切入点，希望同学们要“怀着崇尚科学之心踏入科学殿堂，抱定献身科研之志进入研究圣地”。他从基础理论、工程技术、应用技术三个方面分析了专业选择的侧重点。他阐述了科研过程中参加讨论的三个境界：初级阶段为 “言者有心，听者无意”；基本要求是“言者有心、听者有意”；最高境界则为“言者无心、听者有意”；学术研究中要遵从业成三境界：即“入境不易、贵在坚持、坦然业成”；要发扬团队合作精神，主配角互相支持。陈院士进一步提出，在研读论文的过程中，要“认真读懂、设法改进、大胆创新”，要不带偏见地进行思考而读。同时，要经过 “老师写、学生读”——“学生写、老师改”——“学生写、老师审”三关历练方能撰写出一篇好文章。 之后，谈及自我管理问题时，陈院士提倡同学们要“慎独”，要养成自主管理的习惯，做好低年级同学的表率。最后，在阐述师生关系相处之道时，陈院士通过“程门立雪”的故事，希望同学们要明白“青虽出于蓝，但毕竟出于蓝”，要牢记“一日为师，终身为父”的道理，要事事处处尊重老师。同时也建议老师们对待学生要严格、要理解、要宽容。同学现场提问陈院士与图灵班部分同学合影留念在互动环节，陈院士对在场师生提出的问题逐一进行了解答。他鼓励同学们要敢想敢为、勇于面对挑战，做一个独领风骚的新时代大学生。南方科技大学计算机科学与工程系供稿丨图灵班

近日，南方科技大学计算机系张殷乾课题组与张锋巍课题组在机密计算方向取得一系列科研进展。由本系研究生为第一作者的多篇学术论文被计算机安全领域顶级会议接收录用。其中，两篇论文被计算机安全领域顶级会议ACM Conference on Computer and Communications Security（ACM CCS 2022）接收，一篇被顶级会议Usenix Security Symposium (Usenix Security 2023)接收。张殷乾教授、王伟力、邓森、邓韵杰、张锋巍副教授（从左到右）一． StrongBox - 为Arm终端设备的GPU构建TEE由南科大计算机系2020级硕士生邓韵杰和2021级博士生王晨旭以共同第一作者的身份在计算机安全顶级会议ACM Conference on Computer and Communications Security（ACM CCS 22）发表论文StrongBox: A GPU TEE on Arm Endpoints。本文由南方科技大学计算机科学与工程系-蚂蚁集团安全可信技术联合研究平台共同完成，计算机科学与工程系副教授张锋巍为论文通讯作者，南科大是论文第一单位。为了满足急剧增加的计算性能需求，GPU已经被广泛部署于服务器端和边缘端设备中，用于处理包括3D游戏、视频处理和压缩、VR以及神经网络训练和推理等高性能计算应用。然而，由于GPU完全受控于操作系统，其计算的安全性也被系统中已知的许多漏洞潜在地威胁着。攻击者可以利用操作系统层面的许多漏洞来获得对GPU驱动程序的控制权，进而可以直接访问GPU的内存，或者通过篡改GPU页表来打破GPU应用程序之间的隔离，导致GPU中的敏感数据的泄露。考虑到如今的GPU计算通常会包含个人身份信息，如人脸信息和语音信息等，为GPU构建可信执行环境（TEE）保证计算数据安全是十分重要的。目前，现有的GPU可信执行环境工作主要是在拥有独立显存的GPU上进行的。这样的GPU拥有独立于系统内存之外的GPU内存，相关的工作利用了该内存隔离的特性，构建了系统内存与独立GPU内存之间数据的安全传输通道，以此来构建可信执行环境。然而，Arm边缘端的GPU并没有自身的独立GPU内存，需要与系统共享内存，这意味着需要指定更严格的保护手段。除此之外，现有的GPU可信执行环境大多都依赖于硬件修改，这导致相关工作难以被部署在现有的系统中。基于上述问题，我们提出了一种Arm终端设备上GPU可信执行环境的构建方法——StrongBox，利用Arm架构现有的硬件特性来保护计算所用的共享GPU内存，以确保Arm边缘端的GPU计算的安全性。StrongBox保证了GPU计算任务的安全性的同时还维持了尽可能小的可信计算基（TCB）以及高兼容性。相关设计方案选择复用放在正常世界的GPU驱动来执行非敏感操作（如GPU内存资源的分配和计算任务的调度等），并选择只将轻量级的GPU守护（GPU Guard）和任务保护器（Task Protector）部署在EL3的可信环境中，以减少系统的可信计算基大小。除此之外，StrongBox不需要对现有硬件进行任何修改，通过利用现有的Arm架构硬件特性，来实现对GPU设备的控制保护和对敏感GPU内存的细粒度保护，保证了系统的高兼容性。实验结果表明，所提出的方案以较小的性能开销代价保证了GPU计算的安全性。图1. StrongBox系统架构图图2. 敏感GPU内存访问权限管理论文链接：https://fengweiz.github.io/paper/strongbox-ccs22.pdf二． 基于可信执行环境的拜占庭容错共识系统南方科技大学张殷乾教授课题组（可信系统安全实验室）实现了基于可信执行环境的拜占庭容错共识系统——ENGRAFT。本论文由南方科技大学计算机系2020级硕士研究生王伟力和邓森为该论文的共同第一作者，张殷乾教授为论文通讯作者。南方科技大学牛健宇研究助理教授和杜克大学Michael Reiter教授为论文合作者。该工作相关成果以“ENGRAFT: Enclave-guarded Raft on Byzantine Faulty Nodes”为题发表在计算机安全领域顶级会议ACM CCS 2022上。随着区块链科技的不断发展，支撑区块链应用的分布式底层技术如共识算法也越来越受到工业界和学术界的关注。共识算法通过在一组计算机节点之间复制数据和计算来提高系统可用性和保证系统状态一致性，包括安全性（safety）和活性（liveness）这两个基本特性：安全性规定这组计算节点的行为始终正确，活性则规定这组计算节点能够响应客户请求。当仅考虑机器崩溃、网络故障和网络分区这样的错误时，崩溃容错 (CFT) 协议用于确保这种一致性；而拜占庭容错 (BFT) 协议可以容许部分节点的任意类型错误，包括执行错误代码，发送不正确的消息包等。因此，BFT协议通常具有更复杂的通信模式和更差的性能。例如，为了容忍f台故障机器，BFT 协议需要3f+1台机器；而大多数CFT协议只需要2f+1台机器。可信执行环境（TEE）的出现与兴起为改善BFT系统的性能提供了一种可能：目前工业界和学术界有大量工作尝试在可信执行环境内运行CFT协议，从而以CFT的计算、通信复杂度去实现BFT协议容忍任意错误的特性，即“CFT+TEE=BFT”。然而，这个看上去正确的等式，尚未经过严格的推敲。针对于此，该工作使用模型检验（model checking）这一形式化验证方法来检查“CFT+TEE=BFT”这一等式的正确性。图3. 模型检验示意图具体来讲，该工作使用TLC模型检验器（model checker）对一个广泛应用的CFT协议——Raft，在可信执行环境内的行为进行了建模，并且发现了其中存在的安全性（safety）和活性（liveness）两种漏洞。工作流程如图3所示，这是模型检验在Raft协议上的首次成功应用。基于模型检验结果，我们在ENGRAFT系统内设计了TIKS（Trustworthy distributed In-memory Key-value Storage）和MLD（Malicious Leader Detector）两套子系统，对Raft协议在可信执行环境中的安全性和活性漏洞进行了修复。其中TIKS子系统的设计采用了基于两轮消息通信的分布式协议（图4）来维持系统内的状态连续性。相较于之间维持状态连续性的系统设计，TIKS在保证状态连续性的同时也提供了可恢复性；MLD子系统的设计则借鉴了经典BFT协议——PBFT中的客户端警告机制来保证系统的活性。图4. TIKS消息交互示意图ENGRAFT系统的提出为安全的“CFT+TEE”设计范式提供了参考，可作为联盟链的底层共识算法使用，支撑实际应用。论文链接：https://github.com/teecertlab/papers/tree/main/engraft三． 针对密文侧信道的自动化漏洞检测框架由南科大2020级硕士研究生邓森为第一作者，南方科技大学张殷乾教授和香港科技大学助理教授王帅为共同通信作者，南科大硕士研究生汤怡宁，俄亥俄州立大学博士生李梦源，蚂蚁集团研究员闫守孟为论文合作者。该工作得到了南科大计算机系-蚂蚁集团安全可信计算联合研究平台的支持。近年来，随着人们对数据隐私的重视，隐私计算技术成为学术界与工业界所共同关注的热点问题。作为隐私计算技术的重要组成部分，机密计算采用可信执行环境来实现程序执行的机密性与完整性。然而，可信执行环境依旧面临许多安全挑战，其中比较有代表性的一个是近期提出的密文侧信道攻击。作为一种新型的侧信道攻击手段，密文侧信道通过利用可信执行环境的确定性内存加密方式，对可信执行环境的安全性带来严重威胁。已经有研究表明，密文侧信道攻击在包括AMD SEV-SNP在内的几乎所有采用确定性内存加密模式的可信执行环境都上都能实现。针对此，团队在计算机安全领域顶级会议USENIX Security 2023上的工作以“CIPHERH: Automated Detection of Ciphertext Side-channel Vulnerabilities in Cryptographic Implementations”为题， 提出了针对密文侧信道漏洞的自动检测框架。在可信执行环境中，内存加密是保护内存数据不受软件级或物理级访问攻击的主要方法。内存加密引擎是位于CPU芯片和DRAM模块之间的硬件模块，它自动地对内存总线上的数据进行加密或解密。在内存加密中使用的操作模式受到两个因素的限制:首先，为了有效地支持随机内存访问，内存块必须独立加密。其次，为了支持大块的加密内存，需要随机源的加密模式也不适用。因此，所有支持大块加密内存的可信执行环境架构都采用基于块的，确定性的内存加密模式。然而，确定性的内存加密使得攻击者能够通过对密文的连续观察，推断出相应的明文信息。这种攻击方法被称为密文侧信道。 图5. 密文侧信道攻击实现针对密文侧信道威胁，考虑到性能影响，代替使用硬件层面的防御方案，芯片制造厂商AMD推荐使用软件层面的防御方案，并发布了相应的白皮书，指导软件开发者修补容易遭受密文侧信道攻击的程序。然而，如何定位漏洞程序点具有挑战。因此，张殷乾团队提出了针对密文侧信道的自动化检测框架，帮助开发者定位软件中可能存在的密文侧信道漏洞。图6. 针对密文侧信道的自动化检测框架该框架首先针对密文侧信道进行了定性的建模。定性建模采用符号约束，从攻击者的视角判断连续的内存写入操作是否会导致密文侧信道的发生。同时，基于定性模型，其设计并实现了自动化检测工具。该工具采用动态分析与静态分析相结合的方法。具体来说，首先基于动态污点跟踪分析私密信息在程序中可能的传播路径，得到被“污染”的函数。之后，对这些函数进行过程内与过程间的符号执行，定位可能的漏洞程序点。实验表明，与现有的分析工具相比，该工作提出的方法更加全面，且易于扩展。该工作对三个主流的加密算法库进行了分析，发现了236个漏洞程序点，攻击者通过这些漏洞程序点能够成功发起密文侧信道攻击。这些发现已经报告给相应的开发社区，得到积极回复与确认，并收到署名致谢。同时，开发社区也采用了其所提出的软件防御方案来抵御密文侧信道威胁。论文链接：https://github.com/teecertlab/papers/tree/main/CipherH南方科技大学计算机科学与工程系图文丨张殷乾、张锋巍课题组

9月29日，树德书院计算机系的20级同学们在工学院南楼551会议室召开了第一次班会。本次班会由班主任袁博老师主持。袁老师首先向大家介绍了召开本次班会的目的以及主要内容。接着，他向同学们畅谈自己的大学时光。他希望这个班级可以成为具有凝聚力的集体，也期望同学们在大学阶段能从这个集体中收获珍贵而深厚的友谊。会议现场到了自我介绍环节，有的同学侃侃而谈，有的同学介绍简短扼要，有的同学是彼此的舍友，有的同学在同一导师的课题组，有的同学有着相似的爱好。班会使同学们逐渐加深印象和了解。现场氛围十分活跃。班会在大家欢声笑语中接近尾声。大家纷纷表示班会召开充满意义，在以后的学习生活中将相互帮助，共同进步。