云计算中大型矩阵运算的安全外包方案研究

发布时间：2022-12-04 04:03

　　随着云计算的发展,外包计算得到了广泛应用。外包计算使计算资源有限的客户端能够将繁重复杂的计算任务外包给具有强大计算能力的云服务器。外包计算在飞速发展的同时也面临着挑战:（1）数据的隐私性:客户端外包给云服务器的数据是敏感的,比如商业机密、医疗数据等等,云服务器可能会泄露这些隐私数据;（2）计算结果的可验证性:云服务都是由第三方企业提供的,云服务器可能会为了节省计算开销而随机返回一个结果给客户端,客户端需要对云服务器返回的结果进行验证;（3）高效性:当客户端选择将计算任务外包时,希望外包能够帮助降低计算开销,因此要求外包后的计算开销低于原来的开销。矩阵运算的外包属于外包计算的研究热点,本文围绕矩阵运算外包计算方案,主要进行了如下研究:1.本文构造了一个可验证的、安全的、高效的大型矩阵乘法外包计算方案（VEPP）。方案中利用大素数、随机数对矩阵的元素进行盲化,云服务器对加密矩阵执行乘法运算,客户端巧妙地利用中国剩余定理的性质,只需要一次解密就可以得到矩阵的元素,效率比较高;我们通过形式化的安全性证明有效说明了方案的高安全性:输入隐私是信息论安全的,输出隐私在随机预言机模型下能够抵抗适应性选... 

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 总体结构安排
    1.4 本章小结
第二章 预备知识
    2.1 安全外包计算基础
        2.1.1 安全外包计算概述
        2.1.2 安全威胁模型
    2.2 数学基础
        2.2.1 中国剩余定理
        2.2.2 大整数分解
        2.2.3 矩阵相关性质
        2.2.4 符号说明
    2.3 密码学基础
        2.3.1 哈希函数
        2.3.2 单向陷门函数
        2.3.3 随机预言机模型和标准模型
        2.3.4 适应性选择密文攻击
    2.4 本章小结
第三章 矩阵乘法外包计算方案
    3.1 设计目标
    3.2 设计思想
    3.3 VEPP矩阵乘法外包计算方案相关定义
        3.3.1 VEPP系统模型
        3.3.2 形式化定义
        3.3.3 安全模型定义
    3.4 VEPP方案构造
    3.5 安全性证明
    3.6 效率分析
        3.6.1 理论分析
        3.6.2 实验分析
    3.7 本章小结
第四章 矩阵求逆外包计算方案
    4.1 设计目标
    4.2 设计思想
    4.3 MIOC矩阵求逆外包计算方案相关定义
        4.3.1 MIOC系统模型
        4.3.2 形式化定义
        4.3.3 安全模型定义
    4.4 MIOC方案构造
    4.5 安全性证明
    4.6 效率分析
        4.6.1 理论分析
        4.6.2 实验分析
    4.7 本章小结
第五章 矩阵运算应用
    5.1 大型线性方程组求解
        5.1.1 方案预备知识
        5.1.2 LSEOC系统模型
        5.1.3 形式化定义
        5.1.4 LSEOC方案简要描述
        5.1.5 方案分析
    5.2 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表论文和科研情况


【参考文献】：
期刊论文
[1]可验证安全外包矩阵计算及其应用[J]. 胡杏,裴定一,唐春明,Duncan S.WONG.  中国科学:信息科学. 2013(07)
[2]基于可验全同态加密的委托计算方案[J]. 靳方元,朱艳琴,罗喜召.  计算机工程. 2012(23)
[3]云计算安全研究[J]. 冯登国,张敏,张妍,徐震.  软件学报. 2011(01)
[4]云计算:从概念到平台[J]. 吴吉义,平玲娣,潘雪增,李卓.  电信科学. 2009(12)



本文编号：3707567