信息秘密比較及其應(yīng)用研究.pdf

1、安全多方計(jì)算是指互不信任的兩個(gè)或者多個(gè)用戶通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同完成可靠的計(jì)算任務(wù),同時(shí)又保持各自數(shù)據(jù)的安全性。Goldwasser[1]預(yù)言:安全多方計(jì)算是有著豐富理論基礎(chǔ)的強(qiáng)大計(jì)算工具,目前它的實(shí)際應(yīng)用才剛剛開(kāi)始,但它必將成為計(jì)算領(lǐng)域的一個(gè)完整的組成部分。
　　信息秘密比較及其應(yīng)用是安全多方計(jì)算領(lǐng)域一類基礎(chǔ)性的問(wèn)題,信息秘密比較分為狹義的信息秘密比較和廣義的信息秘密比較。狹義的信息秘密比較指的是數(shù)值之間的秘密比較,有兩個(gè)人各持有一個(gè)數(shù)據(jù)

2、,他們想知道數(shù)據(jù)的大小關(guān)系但又不泄漏各自的數(shù)據(jù),這就是被稱為“百萬(wàn)富翁”問(wèn)題[2]的一種特殊情況,屬于狹義秘密比較的一種。廣義的信息秘密比較指的是任意信息之間的比較,譬如隱私保護(hù)的幾何判定、隱私保護(hù)的字符串比較、隱私保護(hù)的圖片比較等等。關(guān)于這些問(wèn)題的公平、有效、安全的解決方案使得過(guò)去那種面對(duì)面情形下不可能實(shí)現(xiàn)的電子商務(wù)成為可能,如何設(shè)計(jì)高效安全的保密比較雙方或多方信息的協(xié)議也成為一個(gè)極其重要的問(wèn)題。
　　但是,信息秘密比較及其應(yīng)用

3、作為一個(gè)新興的研究領(lǐng)域還存在一些不足之處,譬如,目前隱私保護(hù)的幾何判定協(xié)議只包含兩個(gè)參與方,包含多個(gè)參與方的幾何判定問(wèn)題目前還沒(méi)有人進(jìn)行研究,針對(duì)一些特殊領(lǐng)域的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)安全搜索協(xié)議的研究還比較缺乏,并且目前存在的協(xié)議的計(jì)算復(fù)雜度很高,效率很低,現(xiàn)有的安全多方排序協(xié)議需要通過(guò)同態(tài)加密,計(jì)算復(fù)雜度很高,等等。
　　本文的研究工作主要分為三部分,隱私保護(hù)的多方幾何判定問(wèn)題、信息秘密比較在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)安全搜索中的應(yīng)用以及安全多方排序協(xié)議的

4、研究:
　　1.隱私保護(hù)的多方幾何判定問(wèn)題,主要分為三部分:隱私保護(hù)的四方判定線段是否相交協(xié)議、隱私保護(hù)的三方判定直線與圓是否相交協(xié)議以及隱私保護(hù)的三方判定橢圓與直線是否相交協(xié)議。隱私保護(hù)的四方判定線段是否相交協(xié)議實(shí)現(xiàn)了四方之間相互合作判定線段是否相交,并且不泄漏各自點(diǎn)的信息和線段的信息。隱私保護(hù)的三方判定直線與圓是否相交協(xié)議實(shí)現(xiàn)了三方之間(圓屬于一方,線段的兩個(gè)端點(diǎn)各自屬于一方)共同判定圓與線段所在直線是否相交,并且不泄露圓的信

5、息、線段的端點(diǎn)以及所在直線的信息;隱私保護(hù)的三方判定橢圓與直線是否相交協(xié)議實(shí)現(xiàn)了三方之間(橢圓屬于一方,線段的兩個(gè)端點(diǎn)各自屬于一方)共同判定橢圓與線段所在直線是否相交,并且不泄露橢圓的信息、線段的端點(diǎn)以及所在直線的信息。本文擴(kuò)展了以往隱私保護(hù)的幾何判定協(xié)議只包含兩方的問(wèn)題,并且對(duì)隱私保護(hù)的四方判定線段是否相交協(xié)議給出了一個(gè)應(yīng)用。
　　2.信息秘密比較問(wèn)題在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)安全搜索中的應(yīng)用。針對(duì)目前存在的一些特殊領(lǐng)域信息秘密比較問(wèn)題的計(jì)算

6、復(fù)雜度過(guò)高的問(wèn)題,通過(guò)引入不可信第三方和隨機(jī)化方法,大大降低了針對(duì)該特殊領(lǐng)域信息秘密比較的復(fù)雜度,并且對(duì)信息秘密比較在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)安全搜索中的應(yīng)用進(jìn)行了研究,主要分為兩部分:基于編輯距離的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)安全搜索協(xié)議和基于相似度的圖像秘密檢索協(xié)議。基于編輯距離的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)安全搜索協(xié)議中,Alice既得到了Bob數(shù)據(jù)庫(kù)中字符串與查詢字符串最小的編輯距離,Bob又不能得到任何關(guān)于查詢字符串和返回結(jié)果的信息?；谙嗨贫鹊膱D像秘密檢索協(xié)議中,Alice

7、在Bob的數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢相似度大于?的圖像擁有的信息，Alice除了所能查詢到的圖像擁有的信息外不能得到Bob的數(shù)據(jù)庫(kù)中的其它圖像擁有的信息,同時(shí)Bob也不能知道Alice所擁有圖像的信息,最后給出了協(xié)議各自的應(yīng)用領(lǐng)域。
　　3.安全多方排序協(xié)議。研究主要分為兩部分:第一部分是基于安全多方計(jì)算三層模型設(shè)計(jì)了一個(gè)安全多方排序協(xié)議,協(xié)議不需要復(fù)雜的加解密運(yùn)算,計(jì)算復(fù)雜度很低。第二部分通過(guò)引入不可信第三方設(shè)計(jì)了一個(gè)安全多方排序協(xié)議,協(xié)議只