一類線性同態(tài)認(rèn)證加密方案的研究及應(yīng)用.pdf

1、云計(jì)算作為一種高效的IT服務(wù)外包解決方案，在過去的幾年內(nèi)，得到了快速的發(fā)展。云計(jì)算將大量計(jì)算設(shè)備，儲(chǔ)存容量及軟件資源進(jìn)行統(tǒng)一管理，為用戶提供即時(shí)的IT服務(wù)。云計(jì)算依靠低廉的服務(wù)成本、強(qiáng)大的計(jì)算能力、靈活的設(shè)備配置、隨用隨付的彈性模式，成為了產(chǎn)業(yè)界以及學(xué)術(shù)界及各個(gè)國(guó)家、公司關(guān)注的的熱點(diǎn)。
　　在云的外包服務(wù)中，常見的問題是用戶將數(shù)據(jù)加密并發(fā)送給服務(wù)器，委托有強(qiáng)計(jì)算能力的云處理器進(jìn)行函數(shù)計(jì)算，并將函數(shù)值返回給用戶。云環(huán)境下數(shù)據(jù)外包計(jì)算

2、的正確性檢驗(yàn)，是云計(jì)算服務(wù)安全中的基本問題。由于用戶的數(shù)據(jù)是私密的，云端處理器不可信，在服務(wù)器上用戶的數(shù)據(jù)以密文進(jìn)行存儲(chǔ)。在密文進(jìn)行計(jì)算后，對(duì)服務(wù)器輸出的計(jì)算結(jié)果，用戶受到計(jì)算能力的限制，無(wú)法直接進(jìn)行檢驗(yàn)。隨著外包計(jì)算服務(wù)技術(shù)的不斷發(fā)展，當(dāng)用戶接受將數(shù)據(jù)進(jìn)行外包計(jì)算的模式后，進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果的正確性檢驗(yàn)是用戶急需解決的問題。如何同時(shí)保證用戶數(shù)據(jù)的私密性與數(shù)據(jù)外包計(jì)算的正確性，是外包計(jì)算安全中的難點(diǎn)。
　　數(shù)據(jù)完整性檢驗(yàn)方案與同態(tài)加

3、密體制是解決此類問題的重要工具。數(shù)據(jù)完整性檢驗(yàn)技術(shù)的目的是保障數(shù)據(jù)的完整性，并在不同的條件下，防止惡意敵手對(duì)信息進(jìn)行偽造。而加密方案的同態(tài)性質(zhì)，可以保證服務(wù)器在對(duì)密文的運(yùn)算的過程中，密文所對(duì)應(yīng)的明文保持相應(yīng)的同態(tài)性質(zhì)與結(jié)構(gòu)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果的正確性。因此，研究具有同態(tài)性質(zhì)的數(shù)據(jù)完整性檢驗(yàn)方案，對(duì)解決云中外包數(shù)據(jù)計(jì)算的正確性檢驗(yàn)，有著重要的研究意義。
　　本文的創(chuàng)新與研究成果體現(xiàn)如下:
　　1)對(duì)Dario等人的線性同態(tài)認(rèn)

4、證加密方案進(jìn)行了分析研究，并對(duì)其中的概念進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，從隱私性和不可偽造性兩方面，闡述了方案的安全性定義及證明。
　　2)依據(jù)Dario的方案，設(shè)計(jì)了基于概率加密的線性同態(tài)認(rèn)證加密方案，該方案在保證隱私性與不可偽造性的基礎(chǔ)上，將所支持明文空間應(yīng)用到了{(lán)0，1}，實(shí)現(xiàn)了逐比特的線性同態(tài)認(rèn)證加密方案，并對(duì)其安全性進(jìn)行了詳細(xì)的證明。
　　3)利用Dario基于Pailier的線性同態(tài)認(rèn)證加密方案中，利用掩碼對(duì)信息進(jìn)行隨機(jī)化的設(shè)