安全多方计算中若干应用协议的研究

发布时间：2017-04-13 20:04

  本文关键词：安全多方计算中若干应用协议的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着基础理论的逐步完善,安全多方计算的应用研究越来越受到人们的重视。当下,与实际问题相结合、效率与安全性兼顾的安全多方计算应用协议的设计成为人们关注的热点课题。本文以安全多方计算的应用研究为核心,结合新形势下新的应用场景讨论安全多方计算在安全排序、保护隐私的自助医疗诊断、云外包计算、两方双输入保密函数计算以及商业策略评估中的应用,设计了解决这一系列实际问题的安全协议,丰富了安全多方计算在应用领域的研究成果。具体地说,本文主要从以下五个方面展开工作并取得相应的研究成果：1.针对秘密数据的安全排序问题,提出一个基于保序等价数列的安全多方排序协议。利用保序等价数列和同态加密将一列秘密数据的排序问题转化为一列可公开比较的数列的排序问题,并在协议执行中,巧妙设计参与方处理数据的顺序,使协议不需要任何第三方的帮助就可以完成对秘密数据的安全排序。相比以往多次重复执行安全两方比较协议而言,该协议不需要对参与排序的数据两两进行比较,也不会泄露参与方与数据的对应关系,在提高协议效率的基础之上安全性也得到了增强。2.考虑医疗诊断中如何保护患者隐私的问题,借鉴金融行业运用ATM实现用户自助服务的思想,本文首次在医疗领域里引入“医疗诊断-ATM”,提出一个基于“医疗诊断-ATM”的保护隐私的自助医疗诊断方案。在保护患者隐私的前提下,实现了患者自行对某些常规疾病的诊断和治疗。该方案中自助诊断的思想既为患者提供了方便也为医疗机构减轻了压力,同时,由于安全多方计算的特性,方案还确保了医疗机构以及患者二者之间不会有隐私泄露,为科学诊断与信息安全技术的融合以及未来医疗领域的变革提供了借鉴。3.针对云环境下的安全外包计算问题,提出一个基于双云服务器的安全外包多方计算协议。采用双云服务器的思想,巧妙地实现了不同密钥加密的密文之间的计算。这样,用户可以使用自己选择的密钥加密各自的秘密数据然后放心地传给云端,云端按照要求进行计算得到结果后为授权用户订制加密输出,确保其他非授权用户包括云服务器即便窃听到该输出也无法解密得到真正的计算结果。并且,协议中所有用户之间无需任何交互,每个用户的计算复杂度和通信复杂度都与计算函数无关。4.针对保密函数计算问题,在以往的两方单输入保密函数计算的基础之上进行扩展,基于混淆电路提出一个常数轮、线性复杂度的两方双输入保密函数计算协议,并在理想模型-现实协议模拟框架下证明了协议的安全性。5.基于安全点积协议和安全比较协议提出一个判定点和线段位置关系的安全协议。相比以往的解决方法而言,该协议能够消除对原点的依赖,做到不泄露有效区域里面任何一个点的信息,为解决两个竞争对手保密合作评估双方商业策略优劣性以实现互利共赢这一问题提供了安全实用的解决方案。
【关键词】：安全多方计算应用协议 安全排序 云计算 外包计算 保密函数计算 理想模型-现实协议模拟框架
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP309
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 绪论12-22
• 1.1 研究背景和意义12-14
• 1.2 研究现状14-18
• 1.3 本文主要工作及创新点18-20
• 1.4 论文组织结构20-22
• 第二章 基础知识22-50
• 2.1 安全多方计算的基本概念22-25
• 2.2 安全多方计算的相关参数25-29
• 2.2.1 网络类型25-26
• 2.2.2 信道类型26
• 2.2.3 参与者26-27
• 2.2.4 敌手类型、安全类型及计算模型27-29
• 2.3 安全多方计算的安全性定义29-38
• 2.3.1 计算复杂性29
• 2.3.2 安全性定义29-38
• 2.4 安全多方计算中常用的密码学工具38-49
• 2.4.1 秘密共享38-43
• 2.4.2 同态加密43-47
• 2.4.3 混淆电路47-49
• 2.5 本章小结49-50
• 第三章 基于保序等价数列的安全多方排序协议50-58
• 3.1 问题描述及研究状况50-51
• 3.1.1 问题描述50-51
• 3.1.2 研究状况51
• 3.2 解决方案概述51-54
• 3.2.1 核心思想及主要贡献51-52
• 3.2.2 主要工具52-54
• 3.3 基于保序等价数列的安全多方排序协议54-55
• 3.4 协议分析55-57
• 3.5 本章小结57-58
• 第四章 基于MD-ATM的保护隐私的自助医疗诊断方案58-74
• 4.1 问题描述及研究状况58-59
• 4.1.1 问题描述58
• 4.1.2 研究状况58-59
• 4.2 解决方案概述59-63
• 4.2.1 核心思想及主要贡献59-60
• 4.2.2 主要工具60-63
• 4.3 基于MD-ATM的自助医疗诊断方案63-66
• 4.4 方案分析66-72
• 4.5 本章小结72-74
• 第五章 基于双云服务器的安全外包多方计算协议74-84
• 5.1 问题描述及研究状况74-77
• 5.1.1 问题描述74-75
• 5.1.2 研究状况75-77
• 5.2 解决方案概述77-78
• 5.2.1 核心思想及主要贡献77
• 5.2.2 主要工具77-78
• 5.3 基于双云服务器的安全外包多方计算协议78-81
• 5.4 协议分析81-83
• 5.5 本章小结83-84
• 第六章 基于混淆电路的两方双输入保密函数计算协议84-100
• 6.1 问题描述及研究状况84-85
• 6.1.1 问题描述84-85
• 6.1.2 研究状况85
• 6.2 解决方案概述85-88
• 6.2.1 核心思想及主要贡献85-86
• 6.2.2 主要工具86-88
• 6.3 基于混淆电路的两方双输入保密函数计算协议88-92
• 6.4 协议分析92-98
• 6.5 本章小结98-100
• 第七章 基于SPP和SCP的点和线段位置关系的安全判定协议100-108
• 7.1 问题描述及研究状况100-101
• 7.1.1 问题描述100-101
• 7.1.2 研究状况101
• 7.2 解决方案概述101-104
• 7.2.1 核心思想及主要贡献101-102
• 7.2.2 主要工具102-104
• 7.3 基于SPP和SCP的点和线段位置关系的安全判定协议104-107
• 7.4 协议分析107
• 7.5 本章小结107-108
• 结束语108-112
• 参考文献112-124
• 致谢124-126
• 攻读博士学位期间完成的论文126-127
• 博士在读期间参与完成的项目127

  本文关键词：安全多方计算中若干应用协议的研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：304342