Paillier同态加密下车辆协同自适应预测巡航控制

车辆协同式自适应巡航控制(CACC)以其高效便捷的特点成为智能交通系统的研究热点,但随着车辆接入网络,网络攻击对车联网系统的安全性造成了很大威胁;针对传统方案较繁琐、密文密钥同时传输数据仍可能被篡改的问题,采用Paillier同态加密算法对加速度进行加密,仅传输密文;针对控制目标设计一综合跟踪信号,并基于Paillier算法的同态性设计密文数乘运算,使加速度密文无须解密而直接用于自车构建跟踪信号;将跟踪信号与分布式模型预测控制(MPC)结合,采用线性矩阵不等式对控制策略的优化问题进行转化,求解最优控制输入,保证车辆队列的安全协同行驶;经Matlab仿真验证了控制系统的性能指标以及Paillier同态加密的有效性。

一种多素数和公共模数联合的Paillier优化算法

Skyline查询旨在大量数据点中选择出一组符合要求的点集合,为面向位置对象的多目标优化问题提供了关键技术.明文的Skyline查询会引发数据泄露,采取同态加密Paillier对数据进行保护,实现密文上的Skyline查询.针对Paillier加解密效率低的问题,提出了多素数和公共模数联合的MPGPaillier(multiple primegenerator Paillier)算法,对算法的正确性和安全性进行证明.实验对比分析表明,在加解密效率方面,MPGPaillier比Paillier和MPPaillier(multiple primePaillier)算法有显著提升.

基于Paillier同态加密算法的数字化供应链溯源方案设计

为提升供应链的安全性和透明度,本文设计了一款基于Paillier同态加密算法的数字化供应链溯源方案。数据显示,文件数量为1600时,基于Paillier同态加密算法的密文检索方案的检索时间为0.6×10^(3)ms,明显低于灵活多关键字搜索方案。在数字化供应链溯源系统测试中,当查询次数为1000时,系统每秒事物处理量为979,平均响应时间为0.62s。结果表明,系统在查询和上链测试中表现较好,吞吐量和响应时间均达到较高水平。基于Paillier同态加密算法的数字化供应链溯源方案具有良好的安全性和效率,可以有效实现对供应链的全面控制。

基于Paillier同态加密算法的去标识化技术研究

本文对Paillier同态加密算法原理进行深入研究,此外,本文还探索了在安全应用中使用同态加密算法进行数据去标识化的技术,并进行了实践验证。实验结果表明,Paillier同态加密算法能够有效地保护个人信息免受泄露和不当挖掘,将在未来的大数据时代中发挥关键作用。

一种基于Paillier和FO承诺的新型区块链隐私保护方案

区块链是一种共享数据库,具有高度去中心化和可追溯性等优良特性.然而,数据泄露仍然是区块链交易的一大难题.为了解决这个问题,提出了带变量k的Paillier同态加密(Paillier homomorphic encryption with variable k, KPH)方案,这是一种新型区块链隐私保护策略,使用RSA公钥加密算法隐藏交易信息,利用FO承诺对交易金额的合法性进行零知识证明,并通过Paillier半同态加密算法的加法同态性更新交易金额.与典型的Paillier算法不同,KPH方案的Paillier算法包含变量k,并结合函数L和中国剩余定理,将算法的时间复杂度从O(|n|^(2+e))降低到O(log n),使算法解密过程更加高效.

基于Paillier加密和共识机制的分解协调式算法

随着能源系统的去中心化程度不断加深,分解协调式算法开始广泛应用于求解能源领域的优化问题。但是,分解协调式算法需要子优化问题向协调层算法上传协调变量,存在隐私泄露的风险,并且协调层自身还存在着信任问题。为了解决这些问题,引入Paillier加密和区块链共识机制,对分解协调式算法进行改进。在分解协调式算法的每次迭代中,各个发电商的出力通过Paillier加密后以密文的形式广播给其他发电商,某个发电商作为领导节点负责根据密文计算出所有发电商的总出力,并将所有密文和总出力打包生成区块后广播给所有发电商。所有发电商都会对区块内容的正确性进行检查,检查通过后将区块加入到账本中,完成分解协调式算法的本次迭代。算例结果证明了该算法中Paillier加密能够保护各个发电商的隐私,共识机制能够防止领导节点恶意篡改区块内容,在发电商间构建信任。

Paillier陷门函数的两个变体的比特安全性分析

文中对Paillier陷门函数两个变体——Rabin-Paillier和RSA-Paillier进行了比特安全分析.对于Rabin-Paillier陷门函数,文中证明了从密文计算其明文的3 2n/2+log2n个最高有效位与对这个函数求逆一样困难,其中n为RSA模数N的二进制长度.该结论的证明基于Boneh等人提出的素数域上的隐藏数问题的一个变体.文中使用Malykhin在2007年得到的指数和的界把该变体扩展到了Paillier模数N2的情况.对于RSA-Paillier陷门函数,该文完善了Morillo等人对于该函数明文最低有效位的困难性证明.通过设计一个随机化的算法使得Morillo等人提出的明文恢复算法在使用不完美的LSB预言机的时候也能工作.

基于中国剩余定理的Paillier加密改进方法

联邦学习(federated learning,FL)是最近几年快速兴起的一种分布式机器学习算法,可以在不交换数据的前提下保护隐私。但是在模型训练的过程中,由于一些“诚实且好奇”的客户端的参与,可能会导致隐私信息的泄露或遭受到成员推理、属性推理或恢复数据训练等攻击。因此,对于联邦学习中隐私保护技术的研究已经成为新的热点。在现阶段的研究中,常采用同态加密(homomorphic encryption,HE)技术进行隐私保护,而Paillier同态是最常用的加密算法之一。为了使得加密算法更高效,利用中国剩余定理(Chinese remainder theorem,CRT)对Paillier同态加密算法的计算过程进行优化,并与未优化的Paillier加密算法进行对比实验。实验结果表明,优化后的加密算法在联邦学习中,既提升了其隐私性能,也提高了同态加密计算的效。

基于RSA和Paillier的同态云计算方案

为解决云计算中的密文数据计算和私有云用户隐私保护问题,在缺乏实用同态加密算法的情况下,基于RSA和Paillier的同态特性,提出一种利用单一同态密码体制即可构造的、同时支持乘法和加法操作的Somewhat同态云计算方案。该方案可实现公有云服务器的密文数据处理,在同态计算过程中能进行密文规模控制,有较大的同态计算深度,通过合适的映射,能够完成浮点数类型的计算。仿真结果表明,与明文直接计算方案相比,该方案的耗时有所增加,但具有更好的可行性和安全性,并能在云计算环境下满足多种形式的计算请求。

面向智能电表隐私保护方案的改进Paillier算法设计

在智能电表的广泛部署给电网运营商提供了巨大数据量的同时,由于其包含了大量的用户敏感信息,由此涉及到了隐私保护问题。为了解决智能电表向主站发送海量计量数据产生的隐私保护问题,文章利用同态加密、数据融合算法和聚合签名技术,提出一个基于改进Paillier算法的智能电表用户隐私保护方案。利用改进的Paillier同态加密算法,可在不降低安全性的前提下减少运算量,提高算法效率,进而提高隐私保护方案的性能。

基于Paillier同态公钥加密系统的可逆信息隐藏算法

为提高密文域可逆信息隐藏的嵌入容量,提出了一种基于Paillier同态公钥加密系统的可逆信息隐藏算法.首先对原始图像进行位平面分割,而后对高位位平面进行定长游程编码压缩,利用低位位平面中元素重构高位位平面,最后利用Paillier同态公钥加密系统加密图像,通过同态乘法嵌入秘密数据.接收端可直接在密文域中通过模乘法逆元提取秘密数据,在直接解密的情况下可实现原始图像的无损还原.实验结果表明,算法的最大平均嵌入率为0.128 bpp,实现了解密与提取的可分离,提取正确率为100%.

基于Paillier同态的无线自组网组密钥管理方案

基于Paillier密码体制,提出了一种安全有效的同态组密钥管理方案。该方案适用于面向群组和拓扑结构易变的无线自组网,具有抗合谋攻击性、前向保密性与后向保密性。针对无线自组网节点频繁加入和退出的特点,密文上的同态操作提高了组密钥更新的效率和实时性。对其正确性和安全性进行了证明。与其他组密钥管理方案相比,该方案具有交互轮数较少、通信和存储开销小、安全性高等特点。

一种基于Rabin和Paillier的数字签名方案

从单向陷门函数的角度分析Paillier签名方案的安全性,针对当前Paillier签名方案中效率和安全性不能兼顾的现状,提出一种基于Rabin和Paillier的数字签名方案。方案以改进的Paillier签名方案为基础,结合Rabin体制中的Blum-Williams单向函数,以及签名过程中s1的计算困难性基于模合数的平方根问题,并对提出的方案进行了安全性分析和效率分析。分析结果表明,新方案有效解决了现有Paillier签名方案中存在的问题,在保证签名安全性的同时具有较高的效率,在现实生活中更具实用性。

应用于物联网的Paillier同态信息检索方案设计

随着物联网的发展,越来越多的加密数据信息存储在云端服务器上,当服务端存储的加密数据形成一定规模后,对加密数据的检索成为一个迫切需要解决的问题。本文设计一种基于Paillier同态加密算法应用在物联网的信息检索方案。该算法可以直接对加密的数据进行检索,不但能保证被检索的数据不被统计分析,还能对被检索的数据做基本的加法运算而不改变对应明文的顺序,既保护了用户的数据安全,又提高了检索效率。

Paillier公钥密码体制同态特性及效率分析

文章分析了Paillier公钥密码体制的同态特性,指出Paillier公钥密码体制具有加法同态、混合乘法同态的特性以及不具有乘法同态特性的原因,并提出公钥密码体制中乘法同态和混合乘法同态的基本关系,最后对Paillier公钥密码体制的同态特性进行了仿真并给出相关效率分析。

RSA/Rabin-Paillier陷门函数的比特安全性

单向(陷门)函数是现代密码学的基础,与单向(陷门)函数紧密相关的一个概念是硬核谓词,即不可预测的比特。所谓单向(陷门)函数的比特安全性即是在得到函数值的前提下研究明文中比特的不可预测性,从而把函数的单向性归约到明文中比特的不可预测性。本文将加密方案视为单向陷门函数,研究了Paillier单向陷门函数的两个变体RSA-Paillier函数和Rabin-Paillier函数的比特安全性。Catalano等人在2001年和Galindo等人在2003年分別提出Paillier加密方案(函数)两个变体RSA-Paillier和Rabin-Paillier加密方案(函数)。这两个加密方案达到语义安全且与Paillier加密方案相比效率更高。我们分別简称为RSA-Paillier和Rabin-Paillier函数。首先,本文将基于明文的二元展开式和明文分数二元展开式的关系,分析RSA/Rabin-Paillier函数的最大有意义比特的安全性,即,证明了求解它们等价于求解整个明文。该结果不仅改进了Su等人在2010年利用隐藏数问题得到的结果,即求解Rabin-Paillier函数明文的前「3 2N/2」+「2N」个最大有意义比特等价于求解整个明文,而且本文所用方法摆脱了他们所用的复杂的隐藏数问题方法:此外,本文通过这两类函数的分数最大有意义比特和明文最小有意义比特的转换关系,研究了Rabin/RSA-Paillier函数的明文最小有意义比特的安全性,证明了计算它们也等价于求解整个明文。

基于三次剩余的新Paillier签名方案

针对基于二次剩余Paillier数字签名方案标签设置过程和签名过程比较复杂等问题,提出了一个基于三次剩余的新Paillier数字签名方案。分析结果表明所提出的方案在计算效率上优于已有的签名方案。在大整数难以分解的假设下,提出的签名方案可抵抗存在性伪造以及适应性选择消息攻击。

基于Paillier和PSI的多关键字可搜索加密方案

围绕多关键字的高效密文搜索和数据安全性保障问题,展开分析与研究,基于同态加密和私有集合交集技术,提出一种面向多关键字的高效的保护搜索模式的可搜索加密方案.该方案使用随机数填充和Paillier同态加密方法构造安全索引和陷门,保护了索引隐私和陷门隐私,进而保护了搜索模式;该方案通过私有集合交集技术进行连接多关键字搜索,搜索中只使用到了乘法和指数运算,与其他方案相比大大提高了效率;安全性和性能分析表明,该方案具有可搜索加密的语义安全性,可以高效地实现对密文的多关键字搜索,且具有良好的计算代价.

基于Paillier公钥密码体制的签密方案

签密能够同时实现加密和认证的功能,并且计算代价小于传统的组合方式.本文提出了一个基于Paillier密码体制的签密方案,在不明显增加计算复杂性和密文长度的条件下,达到了签密的安全需求;文中详细描述了方案的加解密过程,定义了方案的安全模型,并在随机预言机模型下对方案的安全性进行了证明;通过与几个经典方案的对比,分析了方案的效率,从数据表中可以看出方案效率的提升效果;通过全文的论述,可以看出本文中的方案能够达到较高的保密性,满足不可伪造性和不可否认性,并且在实现上具有较高的效率.

环Z_n上椭圆曲线的群法则及其在Paillier系统中的应用

本文研究了定义在环Zn上椭圆曲线E的有理点集E(Zn)的群的定义法则,以及这类椭圆曲线在密码学上的应用.我们给出了环Zn上椭圆曲线明确的点加公式,使得E(Zn)形成一个交换群,从理论上清晰地解决了以往在该类曲线上某些点相加不能定义的问题.为了在密码学上方便地应用这类椭圆曲线,还给出了在该加法法则下的E(Zn)的群结构.利用该群结构选取合适的参数,修复了椭圆曲线Paillier密码系统的安全缺陷.