云環(huán)境下矩陣乘積的可驗證外包方案研究
發(fā)布時間:2021-04-18 06:49
云計算技術(shù)為用戶數(shù)據(jù)的計算和存儲問題提供了一種新型的解決模式,實現(xiàn)了長久以來人們“將計算作為一種基礎(chǔ)設(shè)施”的夢想。作為云計算技術(shù)能夠提供的服務(wù)之一的外包計算技術(shù)使用戶能夠?qū)?fù)雜的計算外包給云服務(wù)器,大大減輕了資源有限的用戶的存儲和計算負擔(dān)。因此,該技術(shù)有著重大的科學(xué)意義和實用價值。外包計算在提供高效靈活的計算服務(wù)的同時,也面臨著諸多的技術(shù)挑戰(zhàn)和一些亟待解決的安全問題。目前,針對具有安全性的高效外包計算技術(shù)的研究已經(jīng)成為了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界共同關(guān)注的熱點研究方向。首先,一個有效的外包計算方案必須保證計算結(jié)果的正確性:在現(xiàn)實的云環(huán)境下,找到一個完全可信的云服務(wù)器是不可能的,其可能會出現(xiàn)出于受到自身利益的驅(qū)動而返還給用戶一個錯誤的計算結(jié)果的情況,所以,對計算結(jié)果的正確性進行驗證就有非常重要的意義。其次,一個有效的外包計算方案必須要保證高效:即用戶在方案中所要進行的計算開銷要小于用戶自己執(zhí)行函數(shù)計算的開銷,如果用戶進行計算的開銷與計算任務(wù)的開銷一樣,那外包計算將失去意義。最后,一個安全的外包計算方案還應(yīng)保證用戶數(shù)據(jù)的隱私性:用戶在請求執(zhí)行外包計算任務(wù)時難免會涉及到自身的一些敏感數(shù)據(jù),由于不能對云服...
【文章來源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:63 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1全球云計算市場規(guī)模??隨著云計算市場的勢頭迅猛發(fā)展'其提供的資源和服務(wù)都得到了廣泛的應(yīng)??
?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???究所能夠?qū)Σ±M行協(xié)同診療,實現(xiàn)病例數(shù)據(jù)共享,降低了病例轉(zhuǎn)診治療過程中??發(fā)生交叉感染的概率,有效地遏制了疫情的蔓延。云計算技術(shù)打破了?“人與人”、??“人與物”及“物與物”之間信息溝通的阻礙,大幅度的降低了由于這次疫情導(dǎo)??致的停工停學(xué)給國家和社會的經(jīng)濟發(fā)展帶來的損失。??筆記本電腦??靨?P?輸入'計算函數(shù)??p?—?,一??????1?I??:?計算結(jié)果?*?■轟.??用戶端?云服務(wù)器??智能手表??圖1-2用戶與云服務(wù)器交互模型??出于對便攜性和散熱的考慮,移動電子設(shè)備(筆記本電腦、智能手機、智能??電子穿戴設(shè)備)制造廠家設(shè)計出來的設(shè)備的計算資源是有限的,無法承擔(dān)繁重的??計算任務(wù),如例如密碼運算、復(fù)雜圖像處理、GPS定位等[1°]。因此,要將計算任??務(wù)外包給提供計算服務(wù)的云服務(wù)廠商來做,這就是外包計算。在云計算技術(shù)能夠??為用戶提供的計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)這三種資源服務(wù)類型當中,外包計算服務(wù)如今己??被廣泛投入于實際應(yīng)用。外包計算中用戶與云服務(wù)器的交互模型如圖1-2所示,??計算資源有限的用戶端將輸入和計算函數(shù)發(fā)送給云服務(wù)器,云服務(wù)器計算后返回??用戶一個計算結(jié)果。將計算任務(wù)外包既能夠降低計算的成本,又能夠使我們的生??活更加輕便。除此之外,外包計算技術(shù)在機器學(xué)習(xí)當中也有著廣泛的應(yīng)用,在文??獻[11]和[12]中就介紹了對外包數(shù)據(jù)進行機器學(xué)習(xí)的內(nèi)容,云服務(wù)器可以利用其??存儲的數(shù)據(jù)來幫助用戶端訓(xùn)練機器學(xué)習(xí)模型,使用戶能夠在云上遠程存儲和處理??數(shù)據(jù),節(jié)省了本地存儲和計算的開銷。目前,許多國內(nèi)外的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)公司和科研??機構(gòu),如:阿里巴巴、華為、IBM、Ama
的有效性進行驗證,若計算結(jié)果通過??驗證則將驗證結(jié)果返回給用戶,否則輸出丄。??靡??第三方??/?/?'、\??③驗證許可④驗誣請求\?\??//?、、'、??⑥驗通結(jié)果?'\\、⑤計算結(jié)果、驗誣證明??/?f?、、???????//??i?f⑦身份驗證請求!①輸入、函數(shù)、計算請求、驗證標簽以及簽名??;^?1罐??;??;?_???—^?I??:⑧身份驗證結(jié)果?、!?②計算結(jié)果?驗證證明?K】?I??i群管理員?群用戶丨?云服務(wù)器??圖3-1?MU-BPV-MM方案系統(tǒng)模型??3.2安全模型??定義3.1用實驗Exp;;來說明安全性定義,本實驗為存在性不可偽造標準模??型在適應(yīng)性選擇消息攻擊下的一個變型。本實驗說明除非敵手A誠實地遵循用戶??的詢問,否則敵手A無法成功偽造能通過驗證的計算結(jié)果。??設(shè)置階段:挑戰(zhàn)者通過密鑰生成算法生成私鑰SK和公鑰PK,并發(fā)給敵手A??公鑰。??詢問階段:敵手A可以適應(yīng)性地對算法中的驗證生成算法進行詢問,得到輸??入向量對應(yīng)的公開驗證密鑰VK,和驗證標簽VT,.。即當敵手A通過詢問驗證生成??算法得到向量a,和爲對應(yīng)的(VT,+?,?VK,_;),(1?S?M?時,挑戰(zhàn)者通過初始化一個表格??L來記錄敵手A詢問過的數(shù)組(《,,我.,\%\^)。若發(fā)送的向量(《,,幻沒有被敵手A??詢問過,則挑戰(zhàn)者計算驗證生成算法(SK,《,生成對應(yīng)的(VT,_,?VK,.;)發(fā)送給敵手??A,并且在表格L中添加該數(shù)組(《,,/?,+,VT,.,VK,);若發(fā)送的向量被敵手A??詢問過,即(a,.,/?,,VTpVK,_;)eL,則挑戰(zhàn)者通過搜索表格I,并
【參考文獻】:
期刊論文
[1]云計算系統(tǒng)可靠性研究綜述[J]. 段文雪,胡銘,周瓊,吳庭明,周俊龍,劉曉,魏同權(quán),陳銘松. 計算機研究與發(fā)展. 2020(01)
[2]公鑰密碼方案構(gòu)造及安全證明的知識要點和方法論[J]. 趙臻,吳戈,賴建昌,蔣芃,朱斌瑞,穆怡,蘇西洛,郭福春. 密碼學(xué)報. 2019(01)
[3]移動云計算研究進展與趨勢[J]. 崔勇,宋健,繆蔥蔥,唐俊. 計算機學(xué)報. 2017(02)
[4]可驗證安全外包矩陣計算及其應(yīng)用[J]. 胡杏,裴定一,唐春明,Duncan S.WONG. 中國科學(xué):信息科學(xué). 2013(07)
[5]云計算安全研究[J]. 馮登國,張敏,張妍,徐震. 軟件學(xué)報. 2011(01)
本文編號:3145024
【文章來源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:63 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1全球云計算市場規(guī)模??隨著云計算市場的勢頭迅猛發(fā)展'其提供的資源和服務(wù)都得到了廣泛的應(yīng)??
?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???究所能夠?qū)Σ±M行協(xié)同診療,實現(xiàn)病例數(shù)據(jù)共享,降低了病例轉(zhuǎn)診治療過程中??發(fā)生交叉感染的概率,有效地遏制了疫情的蔓延。云計算技術(shù)打破了?“人與人”、??“人與物”及“物與物”之間信息溝通的阻礙,大幅度的降低了由于這次疫情導(dǎo)??致的停工停學(xué)給國家和社會的經(jīng)濟發(fā)展帶來的損失。??筆記本電腦??靨?P?輸入'計算函數(shù)??p?—?,一??????1?I??:?計算結(jié)果?*?■轟.??用戶端?云服務(wù)器??智能手表??圖1-2用戶與云服務(wù)器交互模型??出于對便攜性和散熱的考慮,移動電子設(shè)備(筆記本電腦、智能手機、智能??電子穿戴設(shè)備)制造廠家設(shè)計出來的設(shè)備的計算資源是有限的,無法承擔(dān)繁重的??計算任務(wù),如例如密碼運算、復(fù)雜圖像處理、GPS定位等[1°]。因此,要將計算任??務(wù)外包給提供計算服務(wù)的云服務(wù)廠商來做,這就是外包計算。在云計算技術(shù)能夠??為用戶提供的計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)這三種資源服務(wù)類型當中,外包計算服務(wù)如今己??被廣泛投入于實際應(yīng)用。外包計算中用戶與云服務(wù)器的交互模型如圖1-2所示,??計算資源有限的用戶端將輸入和計算函數(shù)發(fā)送給云服務(wù)器,云服務(wù)器計算后返回??用戶一個計算結(jié)果。將計算任務(wù)外包既能夠降低計算的成本,又能夠使我們的生??活更加輕便。除此之外,外包計算技術(shù)在機器學(xué)習(xí)當中也有著廣泛的應(yīng)用,在文??獻[11]和[12]中就介紹了對外包數(shù)據(jù)進行機器學(xué)習(xí)的內(nèi)容,云服務(wù)器可以利用其??存儲的數(shù)據(jù)來幫助用戶端訓(xùn)練機器學(xué)習(xí)模型,使用戶能夠在云上遠程存儲和處理??數(shù)據(jù),節(jié)省了本地存儲和計算的開銷。目前,許多國內(nèi)外的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)公司和科研??機構(gòu),如:阿里巴巴、華為、IBM、Ama
的有效性進行驗證,若計算結(jié)果通過??驗證則將驗證結(jié)果返回給用戶,否則輸出丄。??靡??第三方??/?/?'、\??③驗證許可④驗誣請求\?\??//?、、'、??⑥驗通結(jié)果?'\\、⑤計算結(jié)果、驗誣證明??/?f?、、???????//??i?f⑦身份驗證請求!①輸入、函數(shù)、計算請求、驗證標簽以及簽名??;^?1罐??;??;?_???—^?I??:⑧身份驗證結(jié)果?、!?②計算結(jié)果?驗證證明?K】?I??i群管理員?群用戶丨?云服務(wù)器??圖3-1?MU-BPV-MM方案系統(tǒng)模型??3.2安全模型??定義3.1用實驗Exp;;來說明安全性定義,本實驗為存在性不可偽造標準模??型在適應(yīng)性選擇消息攻擊下的一個變型。本實驗說明除非敵手A誠實地遵循用戶??的詢問,否則敵手A無法成功偽造能通過驗證的計算結(jié)果。??設(shè)置階段:挑戰(zhàn)者通過密鑰生成算法生成私鑰SK和公鑰PK,并發(fā)給敵手A??公鑰。??詢問階段:敵手A可以適應(yīng)性地對算法中的驗證生成算法進行詢問,得到輸??入向量對應(yīng)的公開驗證密鑰VK,和驗證標簽VT,.。即當敵手A通過詢問驗證生成??算法得到向量a,和爲對應(yīng)的(VT,+?,?VK,_;),(1?S?M?時,挑戰(zhàn)者通過初始化一個表格??L來記錄敵手A詢問過的數(shù)組(《,,我.,\%\^)。若發(fā)送的向量(《,,幻沒有被敵手A??詢問過,則挑戰(zhàn)者計算驗證生成算法(SK,《,生成對應(yīng)的(VT,_,?VK,.;)發(fā)送給敵手??A,并且在表格L中添加該數(shù)組(《,,/?,+,VT,.,VK,);若發(fā)送的向量被敵手A??詢問過,即(a,.,/?,,VTpVK,_;)eL,則挑戰(zhàn)者通過搜索表格I,并
【參考文獻】:
期刊論文
[1]云計算系統(tǒng)可靠性研究綜述[J]. 段文雪,胡銘,周瓊,吳庭明,周俊龍,劉曉,魏同權(quán),陳銘松. 計算機研究與發(fā)展. 2020(01)
[2]公鑰密碼方案構(gòu)造及安全證明的知識要點和方法論[J]. 趙臻,吳戈,賴建昌,蔣芃,朱斌瑞,穆怡,蘇西洛,郭福春. 密碼學(xué)報. 2019(01)
[3]移動云計算研究進展與趨勢[J]. 崔勇,宋健,繆蔥蔥,唐俊. 計算機學(xué)報. 2017(02)
[4]可驗證安全外包矩陣計算及其應(yīng)用[J]. 胡杏,裴定一,唐春明,Duncan S.WONG. 中國科學(xué):信息科學(xué). 2013(07)
[5]云計算安全研究[J]. 馮登國,張敏,張妍,徐震. 軟件學(xué)報. 2011(01)
本文編號:3145024
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