若干安全多方计算应用协议研究

发布时间：2016-11-25 22:30

  本文关键词：私有信息检索中若干关键技术的研究，由笔耕文化传播整理发布。

《安徽大学》 2010年

若干安全多方计算应用协议研究

黄宏升  

【摘要】： 安全多方计算(Secure Multi-Party Computation,简称SMC)是研究多个参与方合作计算一个约定函数,任何参与方都在不泄露自己的输入信息的情况下,计算结束后每个参与方都知道这个函数的输出结果,同时没有人知道其他参与者输入的任何信息。而针对特殊的安全多方计算问题,即不同应用环境背景下的多方计算问题,寻找切实高效的SMC问题的解决方案,是当前SMC问题的研究热点。安全多方计算要满足两个基本需求：一是要保证输出结果的正确性,二是要保证输入数据的保密性。安全多方计算问题首先由图灵奖得主Yao提出,随着学者的深入研究,目前已经细化产生了许多研究方向,比如秘密分享,计算几何,网上谈判,电子投票等。尽管安全多方计算在现实生活中的应用刚刚开始,但是它必然会成为信息安全体系中的一个不可缺少的部分。 本文的主要研究主要针对安全多方计算在一些特殊领域的应用问题。目前已经有很多学者对安全多方计算问题进行了研究,并得到了很好的结果。本文的主要工作有： 首先,保护私有信息的多方排序问题。设计了两个保护私有信息的多方排序协议,协议一利用数据扰乱技术和特定的数据向量,通过异或和置换操作来实现安全多方排序；协议二利用了普通的公钥加密和置换操作来实现安全多方排序。这两个协议在半诚实模型条件下都可以解决保护私有信息的多方排序问题,计算代价较小。 其次,安全数据查询统计方案。设计了一个安全数据查询统计方案,首次提出这一问题。即T拥有一个存储了n个数据的公共数据库DB,供已注册的合法的m个用户进行查询。这m个用户想从DB中查询得到自己感兴趣的信息,但又不想泄露自己所要查询的信息。与此同时,该公共数据库也想对某一时段的查询进行统计分析,以便提供更好的服务。这查询统计方案是基于茫然传送协议完成实现的。 再次,保护私有信息的直线分割多边形面积协议。提出了一个新的问题,即在同一平面上,Alice有一个凸多边形,Bob有一条直线,直线与凸多边形相交,分凸多边形为两块。他们两个人都不想把自己私有信息告诉对方,但是Alice又想知道这两块面积的大小这一问题。对于这一提出的新的问题,利用Monte Carlo方法、点积协议和同态加密技术,作者给出了安全的解决方案。 最后,一种抗强制的电子投票方案。设计了一个新的电子投票方案,该方案满足了电子投票的基本要求,并且较好的解决了电子投票中有关强迫投票和买卖选票的问题。通过允许投票人重复投票,使得强制者无法判断受迫者是否按照自己意愿投出选票,从而提高了电子投票的抗强制性。

【关键词】：
【学位授予单位】：安徽大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TP309
【目录】：

摘要3-5

Abstract5-7

目录7-9

第一章 绪论9-13

1.1 研究背景及意义9-10

1.2 国内外的研究现状与进展10-11

1.3 本文的主要工作11-12

1.4 本文的内容安排12

1.5 本章小结12-13

第二章 安全多方计算预备知识13-24

2.1 引言13

2.2 基本概念13-14

2.2.1 安全多方计算问题13-14

2.2.2 安全多方计算模型14

2.3 基础协议14-23

2.3.1 同态加密14-15

2.3.2 秘密共享15-16

2.3.3 混合网16-18

2.3.4 点积协议18-19

2.3.5 秘密比较协议19-20

2.3.6 随机化算法20-21

2.3.7 茫然传送协议21-23

2.4 本章小结23-24

第三章 保护私有信息的多方排序协议24-28

3.1 引言24

3.2 预备知识24-25

3.2.1 数据扰乱假设24-25

3.2.2 保护私有信息的多方排序问题25

3.3 多方排序的协议设计25-26

3.3.1 协议一25-26

3.3.2 协议二26

3.4 安全性与复杂度分析26-27

3.5 本章小结27-28

第四章 安全数据查询统计方案28-33

4.1 引言28

4.2 预备知识28-29

4.2.1 安全性定义28

4.2.2 同态加密28-29

4.2.3 茫然传送协议29

4.3 安全数据统计方案29-31

4.3.1 问题描述29

4.3.2 方案设计29-31

4.4 安全性及复杂度分析31-32

4.5 本章小结32-33

第五章 保护私有信息的直线分割多边形面积协议33-38

5.1 引言33

5.2 预备知识33-34

5.2.1 随机化算法33-34

5.2.2 点与线的位置关系判定34

5.3 保护隐私的直线分割多边形面积协议设计34-36

5.3.1 问题描述34-35

5.3.2 协议一35-36

5.3.3 协议二36

5.4 安全性及复杂度分析36-37

5.5 本章小结37-38

第六章 一种新的抗强制电子投票方案38-46

6.1 引言38

6.2 预备知识38-39

6.2.1 秘密共享39

6.2.2 混合网39

6.3 基于ECDLP的可否认认证协议39-40

6.3.1 本协议描述39-40

6.3.2 本协议分析40

6.4 方案的建立40-44

6.4.1 方案概述40-41

6.4.2 初始阶段41-42

6.4.3 选票发放阶段42

6.4.4 注册投票阶段42-43

6.4.5 审核混合阶段43

6.4.6 计票公布阶段43-44

6.5 安全性分析44-45

6.6 本章小结45-46

第七章 结论与展望46-48

7.1 本文的主要贡献46

7.2 进一步的研究工作46-48

参考文献48-53

致谢53-54

在读期间发表的学术论文54-55

在读期间参加的科研项目55-56

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【引证文献】

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本文编号：192961