向量等分量数的两方保密计算及推广应用

安全多方计算是近年来国际密码学界的研究热点.安全向量计算作为安全多方计算研究的重要内容,也是解决许多实际安全计算问题的基本工具.在科学研究中很多研究对象都可以用向量来刻画,并通过对这些向量进行各种计算从而得到所需结果,这也使安全向量计算在电子商务推荐、保密的分类、保密聚类等研究中得到了广泛应用.本文主要研究向量等分量数计算问题,即保密计算两个向量有多少个对应分量相等,这个问题的研究对于安全多方计算和隐私保护有重要的理论与实际意义.首先设计编码方法对保密向量进行编码,并结合具有加法同态性的Paillier加密方案,针对数据范围有限制和无限制两种不同情形分别设计了高效的保密计算协议,应用模拟范例严格证明了协议的安全性.作为向量等分量数保密计算协议的应用,进一步研究了向量等分量数阈值判定问题和向量优势统计问题的解决方案.并以所设计的协议为基础解决了多个点与区间(或集合)关系判定问题和字符串模式匹配等实际应用问题.复杂性分析和实验测试都表明本文协议是高效和实用的.     

数据相等问题的安全多方计算方案研究

安全多方计算是国际密码学界近年来的研究热点.本文主要研究科学计算中多个数据相等问题的安全多方计算,目前关于这个问题的研究还很少.本文设计了一种新的编码方法,以新的编码方法与ElGamal同态加密算法为基础,分别利用秘密分享技术和门限密码体制构造了两个在半诚实模型下能够抵抗合谋攻击的保密判定协议,应用模拟范例证明了协议的安全性,效率分析表明所设计的保密计算协议是高效的协议.并进一步设计了恶意模型下的安全计算方案.     

一类脉冲种群竞争模型的周期解及其稳定性

研究了在周期变化环境中具有Holling-Tanner型功能性反应的两种群竞争模型.模型由一个周期脉冲常微分方程组描述.利用不动点方法研究了系统的平凡及半平凡周期解的稳定性,获得了周期解为指数稳定的一组容易验证的充要条件,该方法可以推广到其他微分方程周期解的稳定性的研究中.     

一种新的可变长分组密码算法

设计了一种新的分组长度与密钥长度均可变化的分组密码,并给出了攻击的复杂性.它的结构是混乱与扩散结构,满足严格雪崩效应,从而保证算法对差分密码分析和线性密码分析的安全性.算法只用了一些简单的运算,加密解密过程只有执行的顺序不同,其他方面完全相同,便于软硬件实现.算法所需代码少、计算量小,能够嵌入到移动电话等移动数字设备中.算法特别适合汉语等非字母信息对称加密.     

k-min问题安全多方计算方案及应用

安全多方计算(MPC)是密码学的一个重要研究方向.保密计算第k小元素是一个重要的MPC问题(简称k-min问题).k-min值MPC协议在保密的投票选举,保密的招投标以及保密的数据统计分析等方面具有广泛应用.目前k-min问题的MPC解决方案大都需要多次调用保密求和协议以及比较协议,协议效率较低.也有一些协议基于移动网络通信应用设计,无法解决MPC应用问题.本文提出新的编码方式,以此为基础并结合Lifted ElGamal门限密码系统设计了简单高效的k-min值MPC协议,应用模拟范例严格证明了协议的安全性,并利用实验证明了方案的可行性.以k-min协议为基础进一步设计了多方成绩保密统计与排序协议.理论分析和实验测试表明本文协议是安全且简单高效的.     

云环境下集合隐私计算

多方保密计算是网络空间安全与隐私保护的关键技术,基于同态加密算法的多方保密计算协议是解决云计算安全的一个重要工具.集合隐私计算是多方保密计算的一个基本问题,具有广泛的应用.现有的集合隐私计算方案多是基于两方的情况,基于多方的方案较少,效率较低,且这些方案都不能扩展到云计算平台.本文首先设计了一种新的编码方案,根据新的编码方案和同态加密算法在云计算环境下构造了一个具有普遍适用性且抗合谋的保密计算集合并集问题解决方案.该方案中的同态加密算法既可以是加法同态又可以是乘法同态的加密算法.本文进一步利用哥德尔编码和ElGamal公钥加密算法构造了一种适用于云计算的高效集合并集计算方案.这些方案还可以对多个集合中的所有数据进行保密排序,并证明这些方案在半诚实模型下是安全的.本文中的方案经过简单改造,也可以保密地计算多个集合的交集.     

同态加密算法及其在云安全中的应用

云服务模式具有巨大的经济技术优势和广阔的应用前景,普及云服务技术对我国的信息化建设和社会发展具有重要的意义.云服务推广与应用中面临的最大挑战是安全问题.同态加密,尤其是全同态加密是解决云服务安全问题极为关键的技术,也是近年来国际密码学界研究的热点问题.对同态加密的研究现状进行了综述,介绍了同态加密在云计算机密性保护及其他方面的应用,重点介绍了各种代数部分同态加密方案和电路全同态加密方案的优缺点.对同态加密未来的研究问题进行了分析,同时简单介绍了云安全中的明文保密计算概念、相对于密文计算的优势以及需要进一步研究的问题等.     

非自治Gilpin-Ayala收获系统的优化控制策略

研究了由Gilpin-Ayala模型描述的种群系统的优化控制问题.首先研究在周期环境下的Gilpin-Ayala种群系统的收获问题,研究了系统周期解的存在性及稳定性,并利用关于微分系统的极值原理和一些分析技巧,获得了最优控制策略及最优收益的确切表达式.其次研究了一类非自治Gilpin-Ayala收获系统在给定时间范围内的最大收益问题,对于不同的初值条件,获得了最优收获策略,以保证在给定的时间范围内能够获得最大的收获量.     

具有连续迁徙的近远海渔业系统的优化收获策略

研究一类同时具有比例收获和常量收获的近远海渔业系统的动力学行为和优化控制问题。在种群发展中近海鱼群和远海鱼群进行连续迁徙扩散,为了使得一个收获周期内有最大的经济净收益,应该研究制定合理的收获策略。利用Pontryagin极值原理和一些分析技巧,获得了最优收获策略,得到了收益的具体表达式。     

一种新的失败终止记名签名方案

该文提出了一种新的数字签名方案—失败终止记名签名方案,该方案具有失败终止数字签名与记名数字签名方案的优点。它有三个特点:只有记名人能够验证签名内容;如果需要的话,记名人或者指定的确认人能够向第三者证明该签名是签发给记名人的有效签名;如果发生伪造签名的话,签名人能够证明是伪造的。