本文選題：全同態(tài)密碼體制 + 單同態(tài)密碼體制��； 參考：《西安電子科技大學》2014年碩士論文

【摘要】：隨著云計算和大數(shù)據(jù)的飛速發(fā)展，數(shù)據(jù)存儲與分析的安全性得到了普遍重視。同態(tài)密碼以其能夠?qū)?jīng)過該體制加密的數(shù)據(jù)進行分析和處理的特性，成為保護數(shù)據(jù)安全，提高密文分析能力的關(guān)鍵技術(shù)。本文對常見公鑰碼體制的同態(tài)性進行了分析和改進，研究其應(yīng)用價值。通過對基于整數(shù)環(huán)的全同態(tài)加密體制實現(xiàn)過程的分析，設(shè)計了改進版的基于整數(shù)的全同態(tài)密碼體制。主要做了以下工作： 1.提出了常見密碼體制的同態(tài)性分析方法和同態(tài)密碼體制的分類方法，進而給出了公鑰密碼體制（RSA，Paillier，ElGamal，Bresson，NTRU）同態(tài)性的詳細分析和分類。然后，基于單一同態(tài)密碼體制設(shè)計了無線自組網(wǎng)組密鑰管理方案和具有雙同態(tài)性質(zhì)的云計算方案。組密鑰管理方案適用于面向群組和拓撲易變的網(wǎng)絡(luò)，同態(tài)加密特性使其具備較高的效率和安全性。雙同態(tài)云計算方案支持加法和乘法計算，實現(xiàn)了公有云服務(wù)器的密文處理，滿足了云計算環(huán)境下多種計算形式的需求。 2.在對ElGamal密碼體制同態(tài)特性分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種ElGamal變體，該變體滿足加法同態(tài)和常數(shù)乘法同態(tài)，且在隨機預(yù)言機模型下證明了其安全性。然后，基于該變體設(shè)計了過私有點直線方程的安全兩方計算協(xié)議，在半誠實模型下，該協(xié)議的安全性得到了證明。同時，將該協(xié)議擴展到了其他安全多方計算問題中。與傳統(tǒng)協(xié)議相比，同態(tài)密碼體制的引入使其具有更高的執(zhí)行效率，降低了通信負擔。 3.對Gentry等提出的基于整數(shù)的全同態(tài)加密體制實現(xiàn)技術(shù)進行了分析，研究了其提到的電路壓縮算法， Somewhat同態(tài)加密算法以及如何通過自舉技術(shù)實現(xiàn)全同態(tài)的過程。然后，結(jié)合Gentry全同態(tài)密碼算法的構(gòu)造思想和技術(shù)，提出了改進的基于整數(shù)的全同態(tài)密碼體制，并對其正確性和安全性進行了證明。 最后，對本文所做的工作進行了系統(tǒng)的總結(jié)，指出了同態(tài)加密領(lǐng)域需要進一步研究的問題。
[Abstract]:With the rapid development of cloud computing and big data, the security of data storage and analysis has been paid more and more attention. Homomorphic cryptography has become a key technology to protect data security and improve the ability of ciphertext analysis because of its ability to analyze and process encrypted data. In this paper, the homomorphism of common public key code systems is analyzed and improved, and its application value is studied. Based on the analysis of the implementation process of full homomorphic encryption based on integer ring, an improved integer based full homomorphic cryptosystem is designed. The main tasks are as follows: 1. The homomorphism analysis method of common cryptographic systems and the classification method of homomorphic cryptosystems are presented. Furthermore, the detailed analysis and classification of homomorphism of public key cryptosystems are given. Then, based on a single homomorphic cryptosystem, a group key management scheme for wireless ad hoc networks and a cloud computing scheme with double homomorphism are designed. The group key management scheme is suitable for group-oriented and topological networks with high efficiency and security due to homomorphic encryption. The dual-homomorphic cloud computing scheme supports addition and multiplication computing and implements ciphertext processing of public cloud servers which meets the needs of various computing forms in cloud computing environment. 2. Based on the analysis of the homomorphism of ElGamal cryptosystem, a ElGamal variant is designed, which satisfies the additive homomorphism and the constant multiplicative homomorphism, and proves its safety under the stochastic prophecy model. Then, based on this variant, a secure two-party computing protocol is designed, and the security of the protocol is proved under the semi-honest model. At the same time, the protocol is extended to other secure multi-party computing problems. Compared with the traditional protocol, homomorphic cryptosystem has higher execution efficiency and lower communication burden. 3. This paper analyzes the implementation technology of full homomorphism encryption based on integer proposed by Gentry et al, and studies the circuit compression algorithm, Somewhat homomorphic encryption algorithm and how to realize full homomorphism by bootstrap technology. Then, combining with the construction idea and technology of Gentry homomorphic cipher algorithm, an improved integer based full homomorphic cryptosystem is proposed, and its correctness and security are proved. Finally, the work done in this paper is summarized systematically, and some problems need further study in the field of homomorphic encryption are pointed out.
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TN918.1

【共引文獻】

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本文編號：1912253