基于理性信任模型的理性委托计算协议

传统的委托计算需要额外开销验证计算结果的正确性,导致委托计算效率较低、开销较大.针对此问题,结合博弈论与理性信任建模(rational trust modeling,简称RTM)的思想,提出了基于理性信任模型的理性委托计算协议.通过设置恰当的效用函数,激励计算方诚实执行协议,以此来保证计算结果的可靠性.首先,基于理性信...     

公平理性委托计算协议

已存在的安全计算集合关系的协议大多基于公钥加密算法,因此很难再嵌入到带有属性关系的公钥加密或密文搜索中.针对该问题,本文给出了非加密方法安全计算集合包含关系和集合交集的2个协议.我们首先利用（n,n）秘密共享的思想分别将原来2个问题转化为集合相等问题.在此基础上,结合离散对数,构造了安全计算集合包含关系的协议1和集合交集的协议2.最后的分析显示：我们的方案没有使用任何公钥加密方法,在保持了较优通信复杂性的同时,便于作为一种子模块嵌入到带有集合操作关系的公钥加密体制或者密文搜索体制中,从而丰富这些方案的功能.     

一种基于动态博弈的理性交换协议模型

小额交易的微支付协议中,采用TTP以保证公平性的代价比微支付金额本身还要高,所以理性交换协议是一种合适的选择.虽然理性交换协议不能完全保证公平性,但可保证理性参与方没有理由不遵守协议.基于动态博弈对理性交换协议进行建模,根据协议博弈中纳什均衡的概念形式化定义了理性交换,并以Syverson提出的理性交换协议进行了实例研究.     

常数轮理性秘密分享机制

基于重复博弈的理性秘密分享机制,首先由Maleka和Shareef提出,他们认为不存在常数轮的重复理性秘密分享机制（Repeated Rational Secret Sharing Scheme,RRSSS）。然而,无限轮RRSSS效率低下,不具备应用价值。为了实现高效的常数轮RRSSS,为参与者设置了不同的类型,提出了不完全信息下的常数轮RRSSS机制,并证明了机制的有效性。与其他理性秘密分享方案比较,在给定条件下,新方案在（纳什）均衡、期望执行时间和通信信道方面均具有优势。     

满足可计算序贯均衡的理性公平计算

在安全多方计算中,公平性指的是被腐败的参与者可以得到他们的输出当且仅当诚实参与者得到他们的输出.当恶意者超过参与者数量一半时,公平性很难达到.因此在设计两方计算协议时,公平性经常被忽略.在传统多方计算中,包括总是遵守协议的诚实参与者,虽然遵守协议但是希望通过保留中间结果得到对方私有信息的半诚实参与者和任意偏离协议的恶意参与者.理性参与者不同于上述参与者,他们的主要目标是最大化他们的收益.理性计算是指带有理性参与者的计算,它开辟了实现两方安全计算中公平性的新思路.考虑了理性安全计算允许理性参与者具有不对称的信息的情况,例如效用函数和参与者的私有类型,这是与之前理性计算的不同之处.针对这种不同,提出了一种较强的均衡概念——可计算序贯均衡.可计算序贯均衡包括2部分:可计算序贯理性和一致性.它强于纳什均衡,可以用来实现理性两方计算中的公平性.最后构造了一个模拟器,证明了协议的安全性.     

安全协议的博弈论机制

在博弈论框架下,基于纳什均衡设计安全协议的计算和通信规则.首先,提出安全协议的扩展式博弈模型,结合通用可组合安全的思想给出安全通信协议博弈参与者集合、信息集、可行策略、行动序列、参与者函数、效用函数等定义;在该模型下的安全协议能安全并发执行.其次,根据博弈的纳什均衡给出安全通信协议的形式化定义.最后,基于该机制给出一个安全协议实例,并分析该安全协议博弈机制的有效性.     

理性的安全两方计算协议

在传统的安全两方计算协议中,一方在得到计算结果后,可能会告诉另一方一个错误的结果,或者立即中断协议,这样不能保证协议的完全公平性.针对此问题,结合博弈论和密码学理论,提出一种理性的安全两方计算协议.首先假设理性的参与者最大的利益是得到计算结果,其次是越少的其他人得到结果越好.然后,研究了参与者遵守和背离协议的策略、效用和动机,构建了安全两方计算的博弈模型.在所设计的协议中,参与者遵守协议是参与者的最优策略,任何参与者的欺骗行为都能被检验,参与者背离协议,没有遵守协议的收益大,这样参与者有动机发送真实的数据,最终,每个参与者都能得到计算结果.分析表明,协议是安全和公平的.     

基于Swarm平台的理性密码协议建模与仿真

针对现实世界中理性密码协议的参与者博弈过程不易观察和预测的问题,文章在多智能主体的仿真平台Swarm上对理性密码协议中参与者的诚实策略和非诚实策略行为进行了建模和仿真。文章首先定义了主体的收益矩阵,进一步根据收益矩阵建立了参与者在整个博弈过程中的状态复制方程;然后求解出该方程的三个均衡点,即所有参与者分别采用诚实策略、非诚实策略和混合策略时的不同均衡点取值,根据这三个取值设计了协议执行过程中主体间的博弈算法;最后,文章在Swarm平台上定义了博弈主体所需要的各个对象。由于Swarm平台上的基本对象功能不能完全满足理性密码协议仿真的需要,文章改造了Swarm平台上部分主体对象功能,给出了改造的关键代码,对协议交互过程中的博弈行为进行了仿真。仿真的实验结果表明,Swarm仿真工具可以有效观察到参与者的理性选择过程;并通过调节博弈算法中的收益参数来达到预期效果,使博弈在较少的次数内达到博弈的稳定均衡,同时使得选择诚实策略的参与者占总人数的一半以上。文章提出在Swarm平台上进行理性密码协议仿真的方法,对使用计算方法研究理性密码协议具有一定的参考价值。     

基于极大熵原理的理性公平交换协议

鉴于理性交换协议是一个动态博弈模型, 在完全不完美动态博弈中, 力图用极大熵原理来解决理性参与者的策略行为推断问题。扩展了一个基于信息熵的理性交换协议模型, 通过引入期望收益函数和期望均衡的方法, 给出理性交换协议的公平性描述; 基于最大熵原理构造了一种新的理性交换协议; 证明该协议的安全性, 利用博弈树的方法对整个交换过程进行分析并给出了理性公平性证明, 结果表明该协议能达到期望均衡。协议交换过程中无须可信第三方的参与, 该协议实现了理性公平性且具有更好的适应性。     

一种新的(m+1,n)理性秘密分享机制

重复理性秘密分享机制仅适用于交互轮数无限的情形,但是无限轮的理性秘密分享机制的效率不高。为此,在(m,n) Shamir秘密分享机制的基础上,结合有限重复博弈,为每个参与者赋予一个参加协议的时限,由此提出一种新的(m+1,n)有限轮理性秘密分享机制。分析结果表明,当时限和参与者的效用函数满足一定条件时,可以得到一个常数轮的理性秘密分享机制,使所有理性参与者可以恢复秘密。     

安全公平理性秘密共享方案

传统秘密共享方案因未考虑参与者的自利行为而导致方案的效率较低。为了提高秘密共享的通信效率和安全性,结合博弈论与双线性映射技术,设计公平的理性秘密共享方案。首先,在博弈论框架下引入理性参与者并设计理性秘密共享博弈模型;其次,利用双线性映射技术保证方案和理性参与者的可验证性和公平性;最后,通过对方案进行性能分析,表明了该方案不仅保证了安全性,并且有较高的秘密共享通信效率。     

基于欧拉函数秘密分享的RSA私钥的理性分布计算(英文)

随着分布式计算的发展,分布式计算环境中的安全性问题变得越来越突出。基于RSA算法的分布式认证和分布式数据加密等安全性机制也取得了长足的发展。不过,这些机制中大部分是基于传统密码协议中参与者类型的假设:半诚实或恶意的。本文从假设参与者是理性的这一视角出发,设计了基于RSA欧拉函数秘密分享的RSA私钥的分布式计算协议。协议中所有的参与者均是理性的,他们以自我利益为驱动。所有的参与者均采取遵守协议的执行这一策略形成了纳什均衡,并且该策略是不能严格劣势剔除的。     

一种交换协议的理性模型及其公平机制设计

理性交换协议是解决小额支付的有效方法,但是由于参与者的自利性,理性交换协议的公平性较难满足。论文首先对理性交换过程中的集体利益进行形式化定义,并基于占优策略构建理性参与者模型,以及基于占优策略和集体利益建立理性交换协议的公平性模型;其次基于激励相容理论设计理性交换协议的公平机制,基于理性交换协议的公平机制和扩展式博弈构建理性交换协议的理性博弈模型,并基于理性交换协议的博弈模型设计了一个理性交换协议;最后基于相关博弈方法证明所设计协议满足正确性和理性公平性,并用一个案例说明方案的可行性。