云計(jì)算環(huán)境下新型數(shù)據(jù)加密技術(shù)研究.pdf

1、云計(jì)算代表著未來(lái)信息技術(shù)領(lǐng)域的核心競(jìng)爭(zhēng)力，是當(dāng)前信息技術(shù)領(lǐng)域研究最熱門(mén)的方向之一。云計(jì)算的安全問(wèn)題，特別是云中數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)，正在成為云計(jì)算發(fā)展與應(yīng)用面臨的重要制約因素。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)加密技術(shù)在云計(jì)算環(huán)境下面臨著嚴(yán)重的局限性：數(shù)據(jù)加密之后失去可計(jì)算性，使得服務(wù)器無(wú)法在不解密的情況下對(duì)用戶(hù)數(shù)據(jù)進(jìn)行任何有效運(yùn)算，云計(jì)算的高效性與用戶(hù)對(duì)于數(shù)據(jù)安全隱私的需求成為一對(duì)難以調(diào)和的矛盾，必須通過(guò)設(shè)計(jì)和發(fā)展新型加密技術(shù)與方法，才能從根本上加以解決。全同態(tài)

2、加密作為密碼學(xué)領(lǐng)域近年來(lái)最重要的進(jìn)展之一，允許在不解密的情況下對(duì)加密數(shù)據(jù)進(jìn)行各種運(yùn)算，為上述矛盾的解決提供了一條有效途徑，擁有廣闊的應(yīng)用前景。隨著第一個(gè)全同態(tài)加密體制在2009年被正式提出，各種新的體制設(shè)計(jì)方案如雨后春筍般不斷涌現(xiàn)；與此同時(shí)，針對(duì)全同態(tài)加密體制在云計(jì)算環(huán)境下應(yīng)用模式的研究也逐步開(kāi)展，全同態(tài)加密迅速成為密碼學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴針對(duì)現(xiàn)有全同態(tài)加密體制普遍存在的公鑰尺寸大的缺陷，將無(wú)證書(shū)公鑰加密

3、思想與全同態(tài)加密相結(jié)合，提出一種標(biāo)準(zhǔn)模型下安全的無(wú)證書(shū)全同態(tài)加密體制設(shè)計(jì)方案。方案通過(guò)構(gòu)造嵌入矩陣的方法實(shí)現(xiàn)身份信息到體制參數(shù)的轉(zhuǎn)化，由于不適用哈希函數(shù)，因而無(wú)需依賴(lài)隨機(jī)諭示假設(shè)。利用陷門(mén)采樣函數(shù)提取用戶(hù)的部分私鑰(Partial-SK)，并借助雙重加密的建立其用戶(hù)私鑰與秘密值之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，使服務(wù)器失去解密用戶(hù)密文的能力，杜絕了私鑰托管所帶來(lái)的安全隱患。給出了標(biāo)準(zhǔn)模型下嚴(yán)格的安全性證明，將體制的安全性歸約到LWE問(wèn)題的難解性。⑵研究了

4、全同態(tài)加密體制在云計(jì)算環(huán)境下面臨的安全挑戰(zhàn)，指出全同態(tài)加密在云計(jì)算環(huán)境中可能遭受選擇密文攻擊，而現(xiàn)有大多數(shù)體制尚缺乏抵抗此類(lèi)攻擊的能力。通過(guò)對(duì)帶密鑰同態(tài)加密模型及其安全性定義的分析，給出一個(gè)帶密鑰同態(tài)加密體制設(shè)計(jì)方案，采用對(duì)偶采樣算法和LWE問(wèn)題，具備相對(duì)較高的計(jì)算效率；通過(guò)運(yùn)算密鑰實(shí)現(xiàn)對(duì)密文運(yùn)算執(zhí)行者身份的選擇性限制，為更好的安全性提供條件。體制安全性證明在標(biāo)準(zhǔn)模型下完成，歸約到LWE問(wèn)題難解性。⑶將全同態(tài)加密體制實(shí)際性能指標(biāo)納入云存