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。     

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NTRU的多密钥同态代理重加密方案及其应用

为了提高同态加密算法在多用户云计算场景下的实用性,构造了一个基于NTRU的多密钥同态代理重加密方案.首先利用密文扩张思想提出了一种新的NTRU型多密钥同态密文形式,并基于此设计了相应的同态运算和重线性化过程,从而形成一个支持分布式解密的NTRU型多密钥同态加密方案;然后借助于密钥交换思想设计了重加密密钥和重加密过程,将...     

同态加密的发展及应用

认为密码学中的同态加密技术可以为分布式计算环境的用户隐私保护提供强有力的技术支撑。同态加密方案被分成3种类型:部分同态加密、浅同态加密和全同态加密。同态加密方案在分布式计算环境下的密文数据计算方面有着重要的应用,包括:安全云计算与委托计算、远程文件存储、密文检索等。指出目前全同态加密方案的构造还处于理论阶段,尚不能用于实际的密态数据计算问题,如何设计基于代数系统的(自然)全同态加密方案依然是未来研究的重点。     

一种基于整数多项式环上的非对称全同态加密方案

大数据时代下用户数据的隐私安全面临着重大威胁。全同态加密因其满足云计算安全性需求的特性日益受到重视,所以同态加密算法成为保护云端数据的一种有效手段。基于整数多项式环构建了一种非对称的全同态加密方案,其中,包括密钥生成算法、加密算法、解密算法、重加密算法、解密正确性证明以及同态性证明。该方案运行一次KeyGen算法生成一次参数,即可以对批量的明文进行加密运算,也可以对批量的密文进行同态运算,加密效率和同态计算效率高,且该方案的安全性基于近似最大公约数问题。     

解密成本为常数的具有追踪性的密文策略属性加密方案

该文针对单调访问结构提出了一个解密成本为常数的具有追踪性的密文策略属性加密(CP-ABE)方案,该方案基于合数阶双线性群实现了标准模型下的适应安全性。在所有已知的追踪性CP-ABE方案中,都使用线性秘密共享方案(LSSS)来表示单调访问结构,并用LSSS矩阵加密明文数据。因此,其加密成本都随着LSSS矩阵的大小成线性增长,同时解密成本则随着满足要求的属性数量成线性增长。而在该文提出的追踪性CP-ABE方案中,使用最小授权子集集合来表示单调访问结构,并用该子集集合加密明文数据。因此,其加密成本随着最小授权子集的集合大小成线性增长,对于某些单调访问结构,该文方案具有更短的密文长度和更小的加密成本。最重要的是,该文方案进行解密时,只需要3个双线性对操作和2个指数操作,解密成本为常数,实现了更快更高效的数据解密。最后基于合数阶双线性群下的3个静态假设对方案进行了安全性证明,并进行了性能分析与实验验证。     

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。     

基于全同态加密的云计算安全方案的研究简

云计算的用户在使用云计算提供的方便服务的同时也面临着数据被窃取、篡改、盗用、伪造等风险。本文将全同态加密算法应用到云计算的安全方案中，利用了全同态加密的不用解密密文，针对密文的操作与针对明文的操作效果一致的特点。解决了云计算的数据安全问题。     

安全的密文域图像隐写术

基于同态加密和双层隐写编码,该文提出一种安全的密文域图像隐写术,其可以达到传统明文隐写术的容量,并且在密文域和明文域均能有效抵抗隐写检测分析。首先结合自适应隐写术和湿纸编码技术,提出一种明文域双层隐写算法;其次,修正一种全同态加密算法,对载密图像进行加密;最后,在密文域上提取嵌入的信息。理论分析和实验结果表明:在加密/隐写密钥同时泄露、加密密钥泄露和密钥未泄露条件下,算法均具有较高的安全性。     

同态密码理论与应用进展

随着云计算、云存储等各类云服务的普及应用,云环境下的隐私保护问题逐渐成为业界关注的焦点,同态密码成为解决该问题的关键手段,其中,如何构造高效的全同态加密方案是近年来同态加密研究的热点之一.首先,该文介绍了同态密码的发展情况,从不同角度对同态加密方案进行了分类分析,着重描述了可验证全同态加密方案的研究进展.通过分析近年来...     

FastProtector：一种支持梯度隐私保护的高效联邦学习方法

联邦学习存在来自梯度的参与方隐私泄露,现有基于同态加密的梯度保护方案产生较大时间开销且潜在参与方与聚合服务器合谋导致梯度外泄的风险,为此,该文提出一种新的联邦学习方法FastProtector,在采用同态加密保护参与方梯度时引入符号随机梯度下降(SignSGD)思想,利用梯度中正负的多数决定聚合结果也能使模型收敛的特性,量化梯度并改进梯度更新机制,降低梯度加密的开销;同时给出一种加性秘密共享方案保护梯度密文以抵抗恶意聚合服务器和参与方之间共谋攻击;在MNIST和CIFAR-10数据集上进行了实验,结果表明所提方法在降低80%左右加解密总时间的同时仍可保证较高的模型准确率。     

一种基于费马模数的RLWE加解密电路及其FPGA实现

随着量子计算机的发展,传统加密算法受到严重的威胁。为了对抗量子攻击,同态加密技术引起了关注,其中环错误学习(RLWE)的加密方案具有加密效率高、硬件实现简单等优点,在硬件加密上具有巨大的潜力。本文提出并实现了一种RLWE加解密电路,采用了费马数变换、访存优化和分时复用等方法。实验结果表明,在同等安全参数集下,所提出的RLWE加解密电路的硬件资源效率分别可达到6.01和12.03。     

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。     

机会网络中用户属性隐私安全的高效协作者资料匹配协议

在机会网络中,用户通过移动造成的相遇性机会,借助协作者实现消息的传输与内容的共享。为了克服现有协作者匹配协议加解密效率不高的问题,针对机会网络中用户的不同隐私要求,设计了3个不依赖同态加密的高效隐私内积计算协议,可以证明所提出的协议是隐私安全并且正确的。在此基础上,对所提出的3个协议的计算开销与通信开销,与现有工作进行了理论上的比较。仿真结果表明,所提协议能够高效地完成隐私安全匹配,其加解密时间要比基于Paillier加密体系的协议要少至少一个数量级。     

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.     

Attribute-based fully homomorphic encryption scheme over rings

The fully homomorphic encryption has important applications in the area of data security and privacy security of cloud computing,but the size of secret keys and ciphertext in most of current homomorphic encryption schemes were too large,which restricted its practical.To improve these drawbacks,a recoding scheme and a attribute-based encryption scheme based on learning with errors problem over rings were provided,then a attribute-based fully homomorphic encryption was constructed.The new scheme overcame the above mentioned drawbacks,because it did't need public key certificate,meanwhile,it can achieve the fine-grained access control to the ciphertext.Compared with similar results,proposed method decreases the size of keys and ciphertext greatly.     

—个更小尺寸公钥的全同态加密方案(英文)

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 Bra 12 scheme.Our scheme have public key and private key that smaller by a factor of about logq than in Bra12 scheme.Tensored ciphertext in our scheme is smaller by a factor of about log2 q than in Bra 12 scheme.Key switching matrix in our scheme is smaller by a factor of about log3 q than in Bra 12 scheme.