一种高效的同态加密方案及其应用

随着云计算与大数据技术的发展,人们越来越关心数据的隐私保护.如何在隐私保护的前提下完成云计算或大数据分析成为一个热门的研究课题.同态加密方案允许在密文态下进行计算,从而可以在不泻露数据内容的情况下完成计算,理论上可以满足隐私保护计算的需求.自从Gentry的工作后,学者们提出了许多全同态密码方案,但由于这些密码方案进行同态计算的效率很低而难以实际应用.Zhou提出的VHE(vector homomorphic encryption)加密方案可以比较高效地进行整数向量的同态计算,该方案是Brakerski的PVW方案的整数扩展,但比PVW方案有更强的计算能力.但该方案存在一些安全问题,导致其在实际应用中面临诸多安全威胁.本文介绍了一种VHE的改进方案,该改进方案比原VHE方案效率更高,并且其安全强度更高.本文对该改进方案做出了初步的安全分析,试图给出其安全性描述.为了验证加密方案的同态计算效率,本文还基于改进后的方案构建了简单的邮件搜索应用,相较于原本的VHE方案,运算效率明显提高,加密数据时的内存需求也大大减小,使得该方案有了被应用在一般配置的计算机上的可能.