本文關(guān)鍵詞：基于RLWE的并行全同態(tài)加密算法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：全同態(tài)加密(FHE)是一類具有代數(shù)同態(tài)屬性的加密方法,允許基于密文進(jìn)行任意計(jì)算,其計(jì)算結(jié)果與對(duì)應(yīng)明文進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算后的加密結(jié)果等價(jià)。這一良好性質(zhì)使其在安全多方計(jì)算、云計(jì)算、數(shù)字水印、生物特征識(shí)別等領(lǐng)域具有極其重要的應(yīng)用價(jià)值。盡管全同態(tài)加密體制效率不斷提高,但依舊不同程度存在計(jì)算量高、密鑰尺寸大等問(wèn)題,導(dǎo)致其效率低下。環(huán)上錯(cuò)誤學(xué)習(xí)問(wèn)題(RLWE)是一類安全性高的新型困難問(wèn)題,其涉及的多項(xiàng)式模運(yùn)算計(jì)算速度慢,嚴(yán)重制約基于該問(wèn)題設(shè)計(jì)的全同態(tài)加密方案的性能；外包計(jì)算作為一類重要安全多方計(jì)算問(wèn)題,FHE可為其實(shí)現(xiàn)提供底層支持,其性能低下是亟需解決的關(guān)鍵問(wèn)題。鑒于此,本文以全同態(tài)加密為研究對(duì)象,從高性能實(shí)現(xiàn)和基礎(chǔ)應(yīng)用兩方面做了如下探索工作： (1)從基礎(chǔ)構(gòu)造方法、高性能實(shí)現(xiàn)和基礎(chǔ)應(yīng)用三方面對(duì)全同態(tài)加密研究進(jìn)行了簡(jiǎn)要概述,指出了后續(xù)研究方向。 (2)引入中國(guó)剩余定理優(yōu)化RLWE中的多項(xiàng)式模運(yùn)算,將高次多項(xiàng)式模分解為多個(gè)低次多項(xiàng)式模,設(shè)計(jì)了RLWE的并行加速方案。通過(guò)合理地選取安全參數(shù)達(dá)到了安全性與性能的折中； (3)將上述方案應(yīng)用于全同態(tài)加密中,設(shè)計(jì)了基于RLWE的并行全同態(tài)加密算法,在MPI集群上實(shí)現(xiàn)了該算法,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該算法可行且具有較高的性能； (4)以隨機(jī)歸約和全同態(tài)加密為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)了基于FHE的安全外包計(jì)算方案,兼顧安全性的同時(shí),有效降低了方案的時(shí)間復(fù)雜度；設(shè)計(jì)了基于MapReduce模型的安全外包計(jì)算方案,Hadoop平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的結(jié)果表明該方案具有較高的運(yùn)行效率。 本文設(shè)計(jì)的RLWE的并行加速方案具有一般適用性,適用于基于RLWE問(wèn)題設(shè)計(jì)的密碼學(xué)方案；設(shè)計(jì)的并行全同態(tài)加密算法和安全外包計(jì)算方案分別從高性能實(shí)現(xiàn)和基礎(chǔ)應(yīng)用角度對(duì)全同態(tài)加密進(jìn)行了研究探索,為全同態(tài)加密算法高效實(shí)現(xiàn)、基礎(chǔ)應(yīng)用的效率提升提供了解決思路。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,設(shè)計(jì)的方案具有較高的運(yùn)行效率,能滿足應(yīng)用需求。
【關(guān)鍵詞】：環(huán)上錯(cuò)誤學(xué)習(xí)問(wèn)題 中國(guó)剩余定理 并行計(jì)算 全同態(tài)加密 外包計(jì)算
【學(xué)位授予單位】：云南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN918.4
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 符號(hào)說(shuō)明6-7
• 目錄7-9
• 第一章 緒論9-12
• 1.1 選題背景、研究目標(biāo)與意義9-10
• 1.2 研究?jī)?nèi)容、創(chuàng)新與特色10-11
• 1.3 論文組織結(jié)構(gòu)11-12
• 第二章 理論基礎(chǔ)12-19
• 2.1 代數(shù)學(xué)基礎(chǔ)12-13
• 2.1.1 代數(shù)系統(tǒng)12-13
• 2.2 密碼學(xué)基礎(chǔ)13-14
• 2.2.1 LWE問(wèn)題14
• 2.2.2 RLWE問(wèn)題14
• 2.2.3 近似最大公約數(shù)問(wèn)題14
• 2.3 全同態(tài)加密基礎(chǔ)14-16
• 2.3.1 同態(tài)加密14-15
• 2.3.2 全同態(tài)加密15
• 2.3.3 部分同態(tài)加密方案15
• 2.3.4 基于RLWE的部分同態(tài)加密方案15-16
• 2.4 全同態(tài)加密關(guān)鍵技術(shù)16-19
• 2.4.1 密鑰轉(zhuǎn)換16-18
• 2.4.2 模轉(zhuǎn)換18-19
• 第三章 全同態(tài)加密研究19-32
• 3.0 本章摘要19
• 3.1 引言19-20
• 3.2 全同態(tài)加密研究現(xiàn)狀20-24
• 3.3 五種全同態(tài)加密方案24-31
• 3.3.1 Gentry-Halevi基于理想格的全同態(tài)加密方案24-25
• 3.3.2 基于整數(shù)的全同態(tài)加密方案—DGHV方案25-26
• 3.3.3 DGHV優(yōu)化方案26-28
• 3.3.4 基于RLWE的全同態(tài)加密方案28
• 3.3.5 基于NTRU的全同態(tài)加密方案28-30
• 3.3.6 幾種方案比較30-31
• 3.4 結(jié)束語(yǔ)31-32
• 第四章 RLWE的并行加速方案研究及其在全同態(tài)加密中的應(yīng)用32-49
• 4.0 本章摘要32
• 4.1 引言32-34
• 4.2 RLWE的并行加速方案34-39
• 4.2.1 RLWE的并行加速方案設(shè)計(jì)36-37
• 4.2.2 安全性與效率分析37-39
• 4.3 RLWE的并行加速方案在全同態(tài)加密中的應(yīng)用39-44
• 4.3.1 基于RLWE的全同態(tài)加密串行算法39-41
• 4.3.2 基于RLWE的并行全同態(tài)加密算法41-44
• 4.4 基于RLWE的并行全同態(tài)加密算法實(shí)現(xiàn)44-48
• 4.4.1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程44-47
• 4.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析47-48
• 4.5 本章總結(jié)48-49
• 第五章 基于MapReduce模型的安全外包計(jì)算方案設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)49-60
• 5.0 本章摘要49
• 5.1 引言49-50
• 5.2 基于FHE的安全外包計(jì)算方案50-53
• 5.2.1 代數(shù)基礎(chǔ)50
• 5.2.2 隨機(jī)歸約算法原理50-51
• 5.2.3 安全性分析51
• 5.2.4 基于FHE的安全外包計(jì)算方案設(shè)計(jì)51-53
• 5.2.5 安全性分析53
• 5.3 基于MapReduce模型的安全外包計(jì)算方案53-56
• 5.3.1 基于MapReduce模型的外包計(jì)算模型53-55
• 5.3.2 安全性與效率分析55-56
• 5.4 基于MapReduce模型的安全外包計(jì)算方案實(shí)現(xiàn)56-59
• 5.4.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)配置及其實(shí)驗(yàn)過(guò)程56-59
• 5.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析59
• 5.5 本章總結(jié)59-60
• 結(jié)束語(yǔ)60-61
• 附錄1：基于RLWE的并行全同態(tài)加密算法實(shí)現(xiàn)結(jié)果61-66
• 附錄2：基于RLWE的全同態(tài)加密算法實(shí)現(xiàn)66-72
• 附錄3：基于MapReduce模型的安全外包計(jì)算方案實(shí)現(xiàn)72-78
• 參考文獻(xiàn)78-83
• 致謝83

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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4 林如磊;王箭;杜賀;;整數(shù)上的全同態(tài)加密方案的改進(jìn)[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究;2013年05期

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9 劉明潔;王安;;全同態(tài)加密研究動(dòng)態(tài)及其應(yīng)用概述[J];計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展;2014年12期

10 湯殿華;祝世雄;王林;楊浩淼;范佳;;基于RLWE的全同態(tài)加密方案[J];通信學(xué)報(bào);2014年01期

  本文關(guān)鍵詞：基于RLWE的并行全同態(tài)加密算法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：381632