利用El Gamal密码体制解决安全多方多数据排序问题

基于El Gamal同态密码体制给出了一个解决百万富翁问题的扩展问题的协议——安全多方多数据排序协议。并使用安全多方计算的对安全性的定义,在半诚实模型下,对协议的正确性和安全性进行了理论证明。该协议为保密电子投标和拍卖、保密在线交易等新型电子交易奠定了基础。

基于Kyber的小数加法同态密码体制的研究

在云端数据存储中普遍存在隐私泄露问题,确保用户云端数据安全性已成为密码学领域的热点。结合同态加密技术,可以有效实现这一目标。目前大多数同态加密算法都是基于格上LWE和RLWE问题构建,出于两者效率和安全方面的考虑,研究者进一步提出了MLWE问题,其成为了Kyber公钥密码体制的重要理论基础,部分学者对该算法明文域进行了扩展,但未考虑其同态加密性质。该文首先对扩展明文域后的Kyber公钥密码算法做了充分研究,为了使其获得同态特性,采用了一种新型编码方法,使其能够在整数域上正确进行加法同态运算;其次,在整数加法同态的基础上,进行了有限小数到整数的编码,将明文域扩展到有限小数域,使其能够在有限小数域上正确进行加法同态运算;最后,在算法实现部分,该同态加密方案支持无限次加法同态操作,可进行加法同态运算的小数位数为lg(2^(1792)-1)位。另外,还进一步结合SIMD编码,将方案可加密解密的小数位数扩展到2^(30)位。通过安全性分析,在MLWE问题的安全性假设下,可证明该方案是IND-CPA安全的。

基于加同态公钥密码体制的匿名数字指纹方案

提出了一种基于加同态公钥密码算法的匿名数字指纹方案,并给出了具有匿名功能的公钥和私钥对的具体构造方法,从而使该匿名指纹方案在发现盗版的情况下,销售商不需要第三方的帮助就能鉴别出数字多媒体作品的非法分发者,解决版权纠纷时也不需要购买者参与并提供相关的秘密信息,从而达到实现两方审判的目的.分析结果表明,该方案具有用户匿名及不可关联、销售商的可保证安全性和用户的可保证安全性等特点.

基于加同态公钥密码体制的两方安全议价协议

安全多方计算及其应用是目前密码学领域的一个重要研究方向。在不需要第三方参与且保证安全的前提下,如何完成多方的协作运算是其研究的核心。基于加同态公钥加密算法的议价协议,是安全多方计算应用的一个具体实现,通过协议的执行,参与方可以进行商品价格的协商,并保障输入的私密性和结果的正确性。协议的执行过程中不需要第三方的参与,协议的安全性基于所采用的同态公钥加密算法。

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。

基于ElGamal公钥密码体制的电子拍卖协议

提出一种基于分布式ElGamal公钥密码体制的多拍卖物电子拍卖协议。该协议采用无拍卖行的方式对多个物品进行拍卖,使得整标者买多件物品的情况,计算量较少,更适合于实际情况。个计算过程仅有投标者参与,并且根据分布式ElGamal公钥密码体制的特点,只有当全部合法投标者共同提交自己的子密时,才能计算出该次拍卖活动的中标价以及中标者,因而提高了安全性。与以往协议不同,它不仅适用于一个投标者买一件物品的情况。

基于同态门限密码体制的投票协议

针对当前存在的投票协议普遍要求一个可信赖的管理机构的问题,提出一种新的投票协议。该协议综合运用同态加密、门限密码体制、盲签名、环签名、零知识证明等密码技术,在假设无人弃权或虽有人弃权但管理者不与其他投票人合谋作弊的情况下,消除了无可信第三方和健壮性共存的矛盾,同时满足了匿名性、合法性、健壮性、可验证性和无可信第三方等安全属性。

公钥密码体制的同态性分析

同态加密算法是基于秘密同态的概念,是秘密同态的一个子集。同态加密技术可以对加密数据直接进行运算,并且运算结果也自动加密。正是基于此,使得同态加密技术在安全多方计算、数据库加密、电子投票等领域具有广泛的应用。同态特性主要包括加法特性、乘法特性、混合乘法特性。文章对目前广泛应用的三大公钥密码体制的同态特性进行了分析,并对满足加法同态的Pallier密码体制进行了研究。为后续研究全同态加密算法提供理论基础和方法指导。

利用RSA密码体制解决安全多方多数据排序问题

本文研究了姚氏百万富翁问题的一个推广问题,安全多方多数据排序问题:假设有n方P1,P2,…Pn,他们分别拥有一个保密数据集DP1,DP2…DPn{1,2,…,N}.我们对这多个数据集的并集D=DP1∪DP2∪…∪DPn中所有的数据进行一个安全的排序,要求在排序结束后各方能够知道他们各自拥有的数据在D中的次序,并且任意一方都不知道其它方拥有的数据的任何信息.我们提出了一个基于RSA同态密码体制的解决安全多方多数据排序问题的方案,并在半诚实模型下对该协议的正确性、安全性和效率进行了分析.

基于NTRU的全同态加密方案

本文提出一种基于公钥密码体制(Number Theory Research Unit,NTRU)选择明文攻击(Chosen Plaintext Attack,CPA)可证明安全的全同态加密方案.首先,对NTRU的密钥生成算法进行改进,通过格上的高斯抽象算法生成密钥对,避免了有效的格攻击,同时,没有改变密钥的分布.然后,基于改进的NTRU加密算法,利用Flattening技术,构造了一个全同态加密体制,并在标准模型下证明方案是选择明文攻击不可区分性IND-CPA安全的.

全同态加密研究

随着云计算模式的普及应用,数据存储和计算服务的外包已经成为必然趋势,由此带来的数据安全和隐私保护问题愈加受到业界和学界的关注.全同态加密(fully homomorphic encryption,FHE)体制,可在不泄露敏感信息的前提下完成对密文的处理任务,有着与生俱来的保护用户数据安全和隐私的特性.此外,由于格密码具有可抵抗量子攻击和同态运算的特性,这使得基于格的全同态加密研究备受关注,成为近年密码学界研究的热点问题.当前,对全同态加密的研究主要集中在两方面,一方面是方案的设计及性能的提升,另一方面则是其潜在应用的探索.因此,本文从全同态加密所经历的三个阶段、基于格的全同态加密体制设计和全同态加密面临的问题及发展趋势等方面,较为全面地介绍了自Gentry(STOC2009)提出首个全同态加密体制后,近几年来的重要研究成果.

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。

基于同态加密策略的电子选举系统

针对电子选举系统的安全性问题,提出了一种基于同态加密策略保护选民隐私的高安全性的电子选举系统设计方案。该系统采用同态加密策略进行选民的投票结果运算,采用非对称密码算法保证数据信息传输过程中的数据安全,保护选民的身份和意愿不被暴露。

一类有相伴拟阵的理想多密共享体制

利用拟阵研究秘密共享体制已成为一个热点问题 ,利用拟阵工具研究理想单密共享体制已得到了一些很好的结果。文献 [1 ]指出并不是每一个理想多密共享体制都是有相伴拟阵的 ,这给用拟阵工具研究理想多密共享体制带来了困难。本文中作者找到了一类理想多密体制 ,它有相伴拟阵 。

基于同态实现多候选人的电子投票方案

选举是当今公民实现民主的重要方式,相比于传统选举方式,电子选举以密码学为基础,可以有效避免在各个环节中出现徇私舞弊现象,并且在计票阶段也比传统选举方式更快、更准确。在满足电子选举的公正性、唯一性、匿名性等八个基本特性的基础上,该方案通过使用Paillier加密的加法同态性来避免在计票环节对选民选票进行舞弊操作,同时能够大幅度提高电子选举在最后计票环节的效率。

无证书线性同态聚合签名方案研究

在云计算和大数据时代,密码学中的数字签名技术发挥着不可替代的作用。数字签名不仅可以保障数据的真实性和不可否认性,而且可用于实现云存储中各种外包数据完整性的公开审计。从云存储实际需求出发,设计一种适用于云存储中多用户数据公开批验证的无证书线性同态聚合签名方案。在安全性上,该签名方案可抵抗来自聚合签名者内部的"合谋攻击";在效率上,其可对不同用户各种数据产生的签名进行压缩和聚合。在JPBC库下进行仿真实验,结果显示该方案的验证速度比普通无证书数字签名提高近10倍。此外,该方案只需存储所有数据同态聚合后的一个数字签名,相较于传统的"一块数据,一个签名"的存储方式,从根本上节约了用户在云上的存储空间。

无信息泄漏的比较协议

关于安全多方计算的研究是目前国际密码学界的研究热点.如果能够安全地计算任何函数,就掌握了一个很强大的工具,实际上任何一个密码协议都可以化归一个特殊的安全多方计算协议.特殊的安全多方计算协议的设计与分析又是当前人们致力研究的课题.基于F-隐藏假设以及同态公钥加密体制的语义安全性假设,给出了一个特殊的安全双方计算协议棗无信息泄漏的比较相等协议.该协议具有公平性:一方知道最后结果的等价条件为另一方也知道这个结果;安全性:除了最后结果以外,不泄露有关双方输入的任何信息;有效性:借助于茫然第三方协助完成计算任务,使协议简单有效,但这个第三方不知道最后结果及参与方的秘密,也不能与参与方串谋作弊;并对协议的正确性与安全性进行了理论证明.该协议在网上投标(拍卖)、网上商业谈判、电子选举等领域中有着广阔的应用前景.

最小值问题的安全多方计算及其应用

安全多方计算是国际密码学界近年来的研究热点.本文主要研究科学计算中最小值问题的安全多方计算,目前尚没有见到关于这个问题的解决方案.本文设计了一种新的编码方法,应用该编码方法和El Gamal乘法同态加密算法,并结合秘密分享以及门限密码体制,在半诚实模型下设计了三个能够抵抗合谋攻击的最小值安全多方计算方案,并应用模拟范例证明了方案的安全性.以最小值解决方案为基础还可以解决最大值安全计算以及并集的安全计算等科学计算问题.效率分析表明所设计的安全计算方案是高效的方案.

一种改进的两方安全议价协议

提出了一种基于Paillier同态公钥密码体制的两方安全议价协议。该协议在保障出价信息的私密性和结果正确的前提下,协议参与双方可以完成对商品交易价格的协商,仅在价格协商成功的情况下由第三方参与计算出最终的成交价格。通过对复杂度和安全性的分析可知,该协议具有较高的执行效率和安全特性,在电子商务应用中具有一定的实用价值。

基于编辑距离的远程数据库安全搜索协议

远程数据库安全搜索作为安全多方计算的一项应用变得越来越重要,它被广泛地应用到电子商务领域中。给出了基于编辑距离的远程数据库安全搜索协议,回顾了编辑距离的定义及计算方法,利用安全多方计算的相关知识构建了一系列基础安全协议以实现双方安全计算编辑距离,并对这些协议的计算复杂度进行了分析。最后给出了基于编辑距离的远程数据库安全搜索协议和协议的代价,该协议可以用在基于DNA序列匹配的远程数据库安全搜索中。