论文部分内容阅读
随着网络技术的发展,网络环境下的计算越来越重要。由于网络的分布式特点,参与计算的各方通常隶属于不同的机构,因此对网络计算各方的输入数据的隐私保护尤为重要。网络环境下分布式计算的各方是相互竞争又合作的关系,他们之间并不完全信任。因此设计出网络计算下足够安全的,能充分保护各方隐私数据的协议,是网络计算研究的重点。而安全多方计算就是针对这一问题提出的。它解决了在一个互相不信任的网络中,各个参与者能在不泄露自身私有隐私数据的条件下,合作计算出某个函数的结果的问题。自从A.C.Yao(姚期智)首先提出安全多方计算问题以来,它在电子商务、电子投票、数据挖掘等隐私保护领域有着广泛的应用。
现在工业界和科学界普遍研究的热点是物联网和云计算,这两个方向有着广阔的前景。然而,物联网和云计算要在未来实现普及的一个重要前提条件是充分实现私有数据的隐私保护性。因此,作为物联网前身和基础的无线传感网络的隐私保护和云计算环境下的隐私保护技术是研究的重点。安全多方计算具有的分布式、隐私保护性等特点,使得我们可以将该技术应用于无线传感网络和云计算环境下的隐私保护中。目前对安全多方计算的应用主要集中于基础协议、计算几何、数据挖掘等,很少有关于无线传感网络和云计算环境下的隐私保护,本文的研究正好补充了这些不足。
虽然安全多方计算的基础协议取得了一定的研究成果,但是针对无线传感网络和云计算环境下各自的不同特点,这些基础协议无法直接适用。因此,针对不同环境下的不同问题,我们需要设计和实现新的协议满足要求。本文主要做了以下两方面的工作:
(1)无线传感网络环境下隐私保护计算信任值。信任表示一个实体对另一个实体的评价,因而属于隐私信息需要保护。然而已有的隐私保护计算信任值协议采用同态加密机制,算法复杂度高,无法适用于无线传感网络等计算能力有限的环境下。本文采用分布式安全多方点积协议计算信任值,并基于半安全第三方的方法实现了该协议。协议时间复杂度和通信复杂度为D(n),适用于无线传感网络环境。本文证明了该协议的正确性和安全性,并分析了协议在恶意模型下的抗合谋攻击能力。
(2)云计算环境下隐私保护计算kNN。云计算模型下用户通常将数据提交给云服务器,而这通常取决于用户对云服务器的信任程度。为了实现用户数据的隐私保护,我们需要在数据加密情况下,云服务器直接对加密数据进行计算的方法。而且已有的云服务器加密搜索算法并未考虑云服务器和查询用户合谋攻击这一情况。因此本文采用可信查询代理方法,实现了抗合谋攻击的云服务器加密计算kNN算法。我们证明了该算法的正确性和安全性,分析了该算法的效率,同时也给出了该算法在实际中的具体应用。