基于R-LWE问题的新型NTRU加密方案

针对NTRU加密方案没有安全性证明的缺点,基于环上差错学习(R-LWE)问题给出了一个在标准模型下可证明安全的NTRU加密方案。新方案首先对NTRU的环结构进行适当的修改,然后通过格上高斯抽样算法生成密钥对,最后基于R-LWE问题对加密过程进行了改进,改进后的NTRU加密方案实现了在标准模型下语义不可区分的选择明文攻击安全性。     

一种NTRU格上基于身份全同态加密体制设计

全同态加密可以用来解决云计算环境中的隐私保护问题,然而现有体制具有系统参数大、效率低的缺点.针对现有攻击技术,首先设计了一种高效的NTRU格上的基于身份公钥加密体制,无需借助额外的安全性假设,具有更高的安全性和更小的系统参数.之后,基于近似特征向量技术,构造了一种高效的全同态加密转化方式.通过将以上两种方法结合,给出了一种高效的基于身份全同态加密体制.和现有体制相比,除了不需要计算密钥、实现了真正意义上的基于身份特性以外,还减小了密钥、密文尺寸,提高了计算和传输效率.     

整数上全同态加密方案的重加密技术

在Gentry的第一个全同态框架中,通过重加密技术来更新密文,是非常关键的一步,重加密技术能控制噪声不超过门限值,以免发生解密错误。文中将根据一个较快速的整数上的全同态加密方案,去除其“可忽略解密错误”技术,然后给出了基于进位加法的重加密算法来进行同态解密,并详细描述其具体步骤。     

基于同态加密体制的通用可传递签名方案

通过分析基于大整数分解、离散对数和双线性对等数学问题的特殊可传递签名方案,抽象出了可传递签名实现方法的共性。以此为基础,提出了一个基于同态加密体制的通用可传递签名方案,该方案利用同态加密体制能支持密文运算的特性实现了可传递签名及验证的一般模型,为基于同态密码体制构造安全可靠的可传递签名方案提供了一种通用框架。其次,通过适当定义安全目标和设计安全性实验,完成了该通用可传递签名方案的可证明安全性,指出若使用的同态加密方案是CPA安全而标准签名是CMA安全的,则所提出的方案就达到CMA安全。最后,给出了该通用可传递签名方案并进行了性能分析与比较。     

紧致优化DGHV全同态加密方案

DGHV方案是第一个基于整数的全同态加密方案,但该方案中同态操作导致密文尺寸成倍增长,必须通过同态解密算法,才能够将密文尺寸控制在一个多项式界~O（λ7）以内,而且同态解密算法的内部运算过程中,密文数据的尺寸仍在不断增加。这里给出一个紧致优化技术,控制同态乘和同态加操作中的密文,使得该方案的密文尺寸始终保持在~O（λ5）以内,消除了同态操作对密文尺寸的影响,并进一步分析了优化方案的同态运算能力。     

基于全同态加密的安全多方计算协议

针对云计算环境下数据的隐私保护问题,在研究全同态加密技术的基础上设计了一个安全多方计算协议.该协议约定网络类型为同步网络,信道模式为可信的安全信道,敌手为半诚实的参与者,同时有一个服务器作为计算中心.参与者通过全同态加密算法预先对输入进行加密并将明文发送给服务器进行安全多方计算,服务器和其他参与者全程得不到该参与者的输...     

NTRU格上高效的身份基线性同态签名方案

针对现有的格上身份基线性同态签名方案密钥存储量大、结构复杂导致方案实际运行效率相对偏低的问题,提出了一个NTRU(Number Theory Research Unit)格上高效的身份基线性同态签名方案。首先在密钥生成阶段利用NTRU密钥生成算法产生主密钥,接着采用格基委派算法给出身份签名私钥,最后运行NTRU格上原像抽样算法产生出线性同态签名。对方案的安全性证明与性能分析结果表明,新方案满足正确性,具有弱内容隐私性。在随机预言机模型下,该方案在小整数解问题困难性条件下满足适应性选择身份和选择消息的存在性不可伪造性。同时,由于采用NTRU格的特殊结构,新方案在密钥量与运行效率方面与已有方案相比较均具有显著的优势,这对于计算资源受限环境的同态认证中具有重要的应用价值。     

基于全同态加密的决策树构造方法

决策树分类是从一组无次序、无规则的事例中推理出分类规则,从根到每个叶子节点的一条路径就对应着一条分类规则。隐私保护是决策树构造中的一个重要研究课题,任意一个站点都不愿意透露自己的隐秘的数据给其它站点,目前大多数的隐私保护技术都受制于有限的保护凭证和大量的计算耗费。为此,提出一个基于全同态加密协议的决策树构造方法,该协议对数据进行离散化、加密、同态运算。方法允许两个站点之间安全有效的交互各自的数据,达到隐私保护的目的,并能构造出相应的决策树。实验结果表明算法是有效的。     

基于整数的多对一全同态加密方案

全同态加密是在不解密密文的情况下直接对密文进行操作。现有的基于整数的全同态加密方案是针对两个参与者“一方加密,一方解密”(一对一)设计的,计算效率普遍低,明文空间小,不能应用于大数据、云计算等环境。为此,该文提出一种“多方加密,一方解密”(多对一)的全同态加密方案,该方案在保证安全性的基础上简化密钥生成过程,并在全同态运算过程中给出能够正确解密的加密方个数的具体范围。同时,在随机预言机模型下,基于近似最大公因子问题证明了方案的安全性。数值结果表明,该方案与已有方案相比不仅扩展了数据传输量,而且提高了效率。模拟实验表明,该方案在整数范围内具有可行性,满足用户对系统响应的需求,最后将明文空间扩展为3 bit,并与1 bit的方案做出了实验上的对比分析。     

一种基于LWE问题的无证书全同态加密体制

全同态加密在云计算等领域具有重要的应用价值,然而,现有全同态加密体制普遍存在公钥尺寸较大的缺陷,严重影响密钥管理与身份认证的效率。为解决这一问题,该文将无证书公钥加密的思想与全同态加密体制相结合,提出一种基于容错学习(LWE)问题的无证书全同态加密体制,利用前像可采样陷门单向函数建立用户身份信息与公钥之间的联系,无须使用公钥证书进行身份认证;用户私钥由用户自行选定,不存在密钥托管问题。体制的安全性在随机喻示模型下归约到判定性LWE问题难解性,并包含严格的可证安全证明。     

A Fully Homomorphic Encryption Scheme with Better Key Size

Fully homomorphic encryption is faced with two problems now. One is candidate fully homomorphic encryption schemes are few. Another is that the efficiency of fully homomorphic encryption is a big question. In this paper, we propose a fully homomorphic encryption scheme based on LWE, which has better key size. Our main contributions are： （1） According to the binary-LWE recently, we choose secret key from binary set and modify the basic encryption scheme proposed in Linder and Peikert in 2010. We propose a fully homomorphic encryption scheme based on the new basic encryption scheme. We analyze the correctness and give the proof of the security of our scheme. The public key, evaluation keys and tensored ciphertext have better size in our scheme. （2） Estimating parameters for fully homomorphic encryption scheme is an important work. We estimate the concert parameters for our scheme. We compare these parameters between our scheme and Bral2 scheme. Our scheme have public key and private key that smaller by a factor of about logq than in Bral2 scheme. Tensored ciphertext in our scheme is smaller by a factor of about log2q than in Bral2 scheme. Key switching matrix in our scheme is smaller by a factor of about log3q than in Bra12 scheme.     

基于全同态加密的理性委托计算协议

传统委托计算因需验证方验证其计算结果,从而导致协议效率低下.针对此问题,本文结合博弈委托代理理论和全同态加密技术,提出理性委托计算协议.该协议通过参与者之间的效用函数保证计算结果的正确性,无需验证方进行验证.首先,利用博弈委托代理理论,构造委托计算博弈模型;其次,结合全同态加密技术,构造理性委托计算协议;最后,对协议进行实验与分析,结果表明,该协议不但保证了安全性和正确性,并且全局可达帕累托最优.     

同态加密技术及其在云计算安全中的应用

文章针对云计算的安全问题,提出了一种全同态加密方案和基于此方案的数据检索算法,既保证了用户数据的安全性,又保证了服务器能够对存储的用户密文直接检索,为云系统中的信息安全和数据处理提供了良好的解决方案。     

利用RLWE构造基于身份的全同态加密体制

全同态加密为云计算中数据全生命周期隐私保护等难题的解决都提供了新的思路.公钥尺寸较大是现有全同态加密体制普遍存在的问题.本文将基于身份加密的思想和全同态加密体制相结合,利用环上容错学习问题（Ring Learning With Errors,RLWE）,其中将环的参数m扩展到任意正整数,提出了一种基于身份的全同态加密体制.体制以用户身份标识作为公钥,在计算效率和密钥管理方面都具有优势,安全性在随机喻示模型下可规约为判定性RLWE问题难解性假设.     

面向全同态加密的有限域FFT算法FPGA设计

大数乘法是全同态加密算法中一个不可或缺的单元模块,也是其中耗时最多的模块,设计一个性能优良的大数乘法器有助于推进全同态加密的实用化进程。针对SSA大数乘法器的实现需求,该文采用可综合Verilog HDL语言完成了一个1624 bit有限域FFT算法的FPGA设计,通过构建树型大数求和单元和并行化处理方法有效提高了FFT算法的速度。与VIM编译环境下的系统级仿真结果比较,验证了有限域FFT算法FPGA设计的正确性。