理性安全多方计算研究

理性安全多方计算指的是带有理性参与者的安全多方计算.它是博弈论和安全多方计算的一个综合,利用博弈论中的一些概念和方法解决安全多方计算中的某些问题.不同于传统安全计算中的参与者或敌手,理性参与者以获取最大收益为行为动机,因而在适用背景、安全模型、协议属性甚至概念引入等方面具有丰富的研究内容.理性参与者的概念由Halpern和Teague在STOC 2004会议中首先提出并使用.他们主要研究了Shamir秘密分享方案中引入理性参与者的情形,并提出了一个随机理性(3,3)Shamir秘密分享方案,给出了关于理性多方函数计算的若干公开问题,对理性安全多方计算研究起到指导性作用.理性安全多方计算主要考虑参与者的动机,刻画理性参与者效用函数,研究在各种条件下参与者如何选择策略达到均衡,本文旨在介绍理性安全多方计算的发展状况及典型成果,并提出一些需进一步研究的问题.文章主要讨论理性安全多方秘密分享和理性安全多方函数值计算方面的内容,这是理性安全多方计算领域中最令人关注的部分.另外,由于传统安全两方函数计算无法达到公平性,因此经常忽略该性质.理性两方计算中却可以实现公平性,公平性研究因而是理性两方计算中具有特色的内容,本文对此也做一简要介绍.

满足可计算序贯均衡的理性公平计算

在安全多方计算中,公平性指的是被腐败的参与者可以得到他们的输出当且仅当诚实参与者得到他们的输出.当恶意者超过参与者数量一半时,公平性很难达到.因此在设计两方计算协议时,公平性经常被忽略.在传统多方计算中,包括总是遵守协议的诚实参与者,虽然遵守协议但是希望通过保留中间结果得到对方私有信息的半诚实参与者和任意偏离协议的恶意参与者.理性参与者不同于上述参与者,他们的主要目标是最大化他们的收益.理性计算是指带有理性参与者的计算,它开辟了实现两方安全计算中公平性的新思路.考虑了理性安全计算允许理性参与者具有不对称的信息的情况,例如效用函数和参与者的私有类型,这是与之前理性计算的不同之处.针对这种不同,提出了一种较强的均衡概念——可计算序贯均衡.可计算序贯均衡包括2部分:可计算序贯理性和一致性.它强于纳什均衡,可以用来实现理性两方计算中的公平性.最后构造了一个模拟器,证明了协议的安全性.

基于多方安全攻防博弈的民航旅客隐私数据保护模型

针对民航旅客隐私数据泄露概率高与保护效率低的问题,提出了一种基于多方安全攻防博弈的民航旅客隐私数据保护模型.首先,根据多方安全攻防博弈理论,探讨了攻防博弈双方理性选取策略需求,设计一种理性攻防双方安全计算协议,解决攻防博弈双方计算效率低的问题;其次,根据理性多方安全计算协议,设计多方安全攻防博弈的民航旅客隐私数据保护流程和模型框架,分析民航旅客隐私数据保护过程;最后,布设旅客隐私数据攻防场景的网络拓扑结构,选取500个攻击者和100个防御者,对民航旅客隐私数据库进行100次随机攻击,将重复50次的攻击结果与传统隐私数据保护模型和基于博弈论的隐私数据保护模型进行比较.结果表明:随着攻击次数的增加,该模型的泄露概率相较于传统隐私数据保护模型和基于博弈论的隐私数据保护模型的泄露概率显著降低,隐私数据保护的有效性明显增加.