本文關(guān)鍵詞：面向云平臺(tái)的大規(guī)模矩陣運(yùn)算的安全外包研究

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【摘要】：大數(shù)據(jù)使得計(jì)算任務(wù)變得更加復(fù)雜(如更復(fù)雜的數(shù)據(jù)挖掘、統(tǒng)計(jì)和科學(xué)計(jì)算等),資源消耗和計(jì)算開(kāi)銷(xiāo)也因此不斷增大�；谠朴�(jì)算平臺(tái)的服務(wù)外包模式—云計(jì)算外包(用戶(hù)將數(shù)據(jù)和計(jì)算任務(wù)外包給云服務(wù)提供商獲取返回運(yùn)算結(jié)果)應(yīng)運(yùn)而生。矩陣運(yùn)算廣泛地應(yīng)用于科學(xué)計(jì)算、圖像加密、3D圖像處理等中,典型的矩陣運(yùn)算云外包成為科學(xué)計(jì)算云外包研究的重要內(nèi)容。然而,基于全同態(tài)加密的解決方案雖然安全性較高,但是達(dá)不到實(shí)際應(yīng)用的效率要求。已有的基于線性轉(zhuǎn)換技術(shù)的云外包方案中,采用稀疏矩陣作為乘性擾動(dòng)因子,使得方案存在一定的安全性缺陷。本文針對(duì)線性轉(zhuǎn)換技術(shù)中存在的安全性不足的問(wèn)題,給出了基于稠密矩陣乘性隨機(jī)擾動(dòng)技術(shù)的矩陣運(yùn)算云外包解決方案,解決了幾種典型的矩陣運(yùn)算的安全云外包,同時(shí)滿(mǎn)足高效性和可驗(yàn)證性。本文的主要工作總結(jié)如下:(1)本文結(jié)合數(shù)據(jù)分割的隱私保護(hù)技術(shù),提出了一個(gè)大規(guī)模線性方程組的安全云外包協(xié)議。為了保護(hù)用戶(hù)端數(shù)據(jù)的安全,本文先將用戶(hù)端的初始矩陣進(jìn)行結(jié)構(gòu)預(yù)處理,再偽裝后外包給云服務(wù)器。協(xié)議改善了已有方案存在的安全性不足,同時(shí)滿(mǎn)足高效性和可驗(yàn)證性。(2)本文采用不共謀的服務(wù)器模型,創(chuàng)新性的提出將用戶(hù)端復(fù)雜的偽裝運(yùn)算外包給云服務(wù)器,解決了稠密矩陣乘性隨機(jī)擾動(dòng)技術(shù)帶來(lái)的低效問(wèn)題,從而解決了矩陣行列式運(yùn)算的安全云外包問(wèn)題。本文實(shí)現(xiàn)了協(xié)議的可證明安全性,同時(shí)滿(mǎn)足高效性和可驗(yàn)證性。(3)在已有的研究基礎(chǔ)上,提出一個(gè)線性回歸方程的安全云外包協(xié)議。本文構(gòu)造特殊的稠密矩陣乘法擾動(dòng)因子,使得用戶(hù)端能夠完成初始矩陣復(fù)雜的乘性隨機(jī)擾動(dòng)運(yùn)算,同時(shí)避免復(fù)雜偽裝操作的高計(jì)算開(kāi)銷(xiāo)。本文解決了已有方案存在的缺陷,提高了協(xié)議的安全性,同時(shí)滿(mǎn)足高效性和可驗(yàn)證性。本文協(xié)議只采用一個(gè)云服務(wù)器,而且云服務(wù)器端的計(jì)算復(fù)雜度和計(jì)算初始任務(wù)相比,沒(méi)有引入額外的計(jì)算開(kāi)銷(xiāo),同時(shí)節(jié)省了協(xié)議的通信開(kāi)銷(xiāo)。還適用于解決矩陣乘法運(yùn)算云外包的安全問(wèn)題。
【關(guān)鍵詞】：云計(jì)算 矩陣計(jì)算 數(shù)據(jù)隱私 安全 計(jì)算外包
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TP393.09;TP309
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 云計(jì)算和計(jì)算服務(wù)外包10-13
• 1.1.1 云計(jì)算服務(wù)10-11
• 1.1.2 面向云平臺(tái)的計(jì)算服務(wù)外包11-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 研究?jī)?nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題15-16
• 1.4 本文的章節(jié)安排16-17
• 第二章 相關(guān)工作綜述17-24
• 2.1 云計(jì)算外包的隱私保護(hù)17-18
• 2.1.1 隱私保護(hù)的基本概念17-18
• 2.1.2 云計(jì)算外包的隱私保護(hù)18
• 2.2 系統(tǒng)模型18-19
• 2.3 安全威脅模型19-20
• 2.4 協(xié)議框架和形式化定義20-21
• 2.5 算法基礎(chǔ)21-24
• 第三章 安全高效的線性方程組運(yùn)算云外包協(xié)議的設(shè)計(jì)24-37
• 3.1 研究基礎(chǔ)24-26
• 3.2 協(xié)議設(shè)計(jì)26-31
• 3.2.1 LSLE協(xié)議框架27
• 3.2.2 協(xié)議描述27-30
• 3.2.3 完整協(xié)議30-31
• 3.3 協(xié)議分析31-33
• 3.3.1 安全性分析31-33
• 3.3.2 效率分析33
• 3.4 實(shí)驗(yàn)和結(jié)果分析33-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 第四章 矩陣行列式運(yùn)算安全云外包協(xié)議的設(shè)計(jì)37-49
• 4.1 研究基礎(chǔ)37-38
• 4.2 協(xié)議設(shè)計(jì)38-43
• 4.2.1 MDC協(xié)議框架39
• 4.2.2 協(xié)議描述39-42
• 4.2.3 完整協(xié)議42-43
• 4.3 協(xié)議分析43-46
• 4.3.1 安全性分析43-45
• 4.3.2 效率分析45-46
• 4.4 實(shí)驗(yàn)和結(jié)果分析46-48
• 4.5 本章小結(jié)48-49
• 第五章 線性回歸安全云外包協(xié)議的設(shè)計(jì)49-60
• 5.1 研究基礎(chǔ)49-50
• 5.2 協(xié)議設(shè)計(jì)50-54
• 5.2.1 LR協(xié)議框架51
• 5.2.2 協(xié)議描述51-54
• 5.2.3 完整協(xié)議54
• 5.3 協(xié)議分析54-56
• 5.3.1 安全性分析54-55
• 5.3.2 效率分析55-56
• 5.4 實(shí)驗(yàn)和結(jié)果分析56-59
• 5.5 本章小結(jié)59-60
• 第六章 總結(jié)與展望60-62
• 參考文獻(xiàn)62-67
• 致謝67-68
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文68

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本文編號(hào)：705115