姚氏百万富翁问题的高效解决方案

姚氏百万富翁问题解决方案已经成为许多多方保密计算问题解决方案的一个基本模块,但现有的解决方案效率低下,因而影响到其他多方保密计算方案的效率.本文利用长度函数与不经意传输设计了一个高效的解决方案,新方案同原有方案相比,计算复杂性明显降低.     

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.     

最小值问题的安全多方计算及其应用

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最小值问题的安全多方计算,目前尚没有见到关于这个问题的解决方案.本文设计了一种新的编码方法,应用该编码方法和ElGamal乘法同态加密算法,并结合秘密分享以及门限密码体制,在半诚实模型下设计了三个能够抵抗合谋攻击的最小值安全多方计算方案,并应用模拟范例证明了方案的安全性.以最小值解决方案为基础还可以解决最大值安全计算以及并集的安全计算等科学计算问题.效率分析表明所设计的安全计算方案是高效的方案.     

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.     

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.     

路径点包含安全两方计算问题的求解

多方安全计算中集合点包含和几何点包含等方法都是近几年密码学研究的一个热点问题。提出路径点包含的安全多方计算问题,并对路径点包含基本原理进行研究。通过对选定路径进行特殊编码,编码后把路径转化为集合,再利用集合包含问题的处理方法,计算了两集合的交集,进而又把集合还原为路径,求出了两路径的公共路径,得到路径点包含安全两方计算的保密结果。最后分析证明了新方案的安全性。     

安全向量优势协议及其应用

百万富翁问题是安全多方计算研究的热点问题之一,也是其他安全多方计算协议的基本构成模块.安全向量优势统计问题是百万富翁问题的推广,用于两方在不泄漏自己保密向量信息的前提下统计出满足大于关系的分量的数目.本文基于同态加密算法,通过对保密的数据进行编码,设计了一个计算百万富翁问题的协议,并利用模拟范例对协议进行安全性证明.然后利用这个新的协议作为基本模块,设计了一个向量优势统计协议,通过效率分析显示我们的方案是简单、高效的.最后将向量优势统计协议应用到整除判定问题和点与若干直线关系判定问题.     

有理数相等的保密判定

安全多方计算是近年来国际密码学界研究的热点.数据相等保密判定是安全多方计算的一个基本问题,在指纹匹配和关键词搜索等现实问题中有广泛的应用,因此研究数据相等保密判定有重要的理论与实际意义.本文协议I利用Paillier加密算法高效实现了两个有理数相等的保密判定,协议II基于椭圆曲线同态加密算法安全高效计算多个有理数相等判定问题,并且最后给出了恶意模型下的有理数相等保密判定协议.     

有理区间的安全多方计算与应用

本文研究了有理数与有理区间的位置关系以及两个有理区间位置关系的安全多方计算.它们已广泛应用于数据库匹配、定位搜索等领域,是保密科学计算的一个重要分支.但目前已有文献在解决有理数与有理区间的位置关系时提出的协议效率较低,且两个有理区间位置关系问题的研究较为有限.针对这些问题,本文首先用多项式表示区间,将有理数与有理区间位置关系问题转化为整数向量的内积符号判定问题,设计了新的有理数与有理区间的保密计算协议.其次,以有理数与有理区间协议作为基础模块,设计了两个有理区间位置关系的保密计算协议.最后,理论分析及实验结果均表明本文方案是安全高效的,并给出了本文协议在有理数域上的百万富翁问题及计算几何问题的应用.     

基于区块链的外包安全多方统计计算可验证隐私保护方案

安全多方求和/乘积是安全多方计算(Secure Multi-Party Computation, MPC)的一种典型问题,近年来在智能电网、电子投票和联合征信等场景中有诸多应用。如何实现数据隐私保护是安全多方求和/乘积计算应用领域的一个关键性问题。针对此问题,引入了区块链构建可信数据共享环境,以此为基础结合可验证秘密共享协议设计了简单可行的基于区块链的外包安全多方统计计算可验证隐私保护方案。应用实例证明了方案的安全性和可行性,理论分析和实验测试表明该方案可实现安全多方统计计算过程中数据的可验证隐私保护,且较Feldman方案在数据验证过程中有更小的计算开销。     

新的安全分布式n个秘密乘积共享方案

由于Shamir的秘密共享方案并不具有乘法的同态性质, 因此针对安全分布式乘法计算中利用传统的Shamir线性多项式进行n个秘密乘积共享时需要不断调用两方秘密乘积子协议的缺点,首先用哥德尔数对保密数据进行编码,接着利用这种具有乘法同态的编码方法和一种加法同态承诺方案,实现了一种新的安全分布式一次性共享n个秘密乘积的方案,并证明了即使有恶意的参与者存在时,此方案仍为安全的。分析表明,本方案不但简单可行,而且相比传统方案效率明显提高。     

Solving minimum spanning tree problem with DNA computing

Molecular programming is applied to minimum spanning problem whose solution requires encoding of real values in DNA strands. A new encoding scheme is proposed for real values that is biologically plausible and has a fixed code length. According to the characteristics of the problem, a DNA algorithm solving the minimum spanning tree problem is given. The effectiveness of the proposed method is verified by simulation. The advantages and disadvantages of this algorithm are discussed.     

支持第三方仲裁的智能电网数据安全聚合方案

智能电网作为新一代的电力系统,显著提高了电力服务的效率、可靠性和可持续性,但用户侧信息安全问题也日渐突出.本文针对智能电网系统中用户数据信息泄露的问题,提出了一个具有隐私保护的数据安全采集方案.收集器能够对采集到的电表数据进行验证,聚合为一个新的数据包,发送给电力服务中心解密和存储,且第三方仲裁机构能够解决用户端智能电表与电力服务中心发生的纠纷.同时,本方案支持收集器,电力服务中心和第三方仲裁机构执行批量验证操作,以提升验证效率.本文的理论分析与实验比较表明,该方案比同类型方案具有更高的运算效率和通信效率.     

基于有序划分编码的图着色算法

 针对整数编码的冗余性,提出了求解图着色问题的一种新的编码方式.采用有序划分编码问题的解,编码后的个体具有与问题的潜在解一一对应的特点.与整数编码相比,新的编码避免了冗余性,将搜索空间缩小了k!倍.对5个标准图着色问题的仿真结果表明,基于有序划分编码的新算法是求解图着色问题的一种有效的算法.     

Modeling adaptive node capture attacks in multi-hop wireless networks

We investigate the problem of modeling node capture attacks in heterogeneous wireless ad hoc and mesh networks. Classical adversarial models such as the Dolev–Yao model are known to be unsuitable for describing node capture attacks. By defining the amortized initialization overhead cost as well as the cost of capturing a node, we show that finding the node capture attack yielding the minimum cost can be formulated as an integer-programming minimization problem. Hence, there is no polynomial solution to find the minimum cost node capture attack. We show that depending on the adversary’s knowledge of the constraint matrix in the integer-programming problem, different greedy heuristics can be developed for node capture attacks. We also show under what conditions privacy-preserving key establishment protocols can help to prevent minimum cost node capture attacks. Individual node storage randomization is investigated as a technique to mitigate the effect of attacks which are not prevented by the use of privacy-preserving protocols. It is shown that probabilistic heuristic attacks can be performed effectively even under storage randomization.     

Generalization of perfect concurrent signatures

Recently,Susilo et al.’s perfect concurrent signature scheme(PCS1) and Wang et al.’s improved perfect concurrent signature scheme(iPCS1) are proposed,which are considered as good improvements on concurrent signatures,and they adopt the same algorithms.In this paper,we develop generic perfect concurrent signature algorithms of which Susilo et al.and Wang et al.’s algorithms turn out to be a special instance.We also obtain numerous new,efficient variants from the generic algorithms which have not been proposed before.To display the advantage of these variants,a modified privacy-preserving PCS protocol is given.It shows that the new variants adapt to the protocol well and can form concrete privacy-preserving PCS schemes,while the original algorithms do not.Security proofs and efficiency analysis are also given.     

A Space-Time Coded MIMO TH-UWB Transceiver with Binary Pulse Position Modulation

In this paper, we propose a new multiple-input- multiple-output (MIMO) transceiver for time-hopping ultra- wideband (TH-UWB) communications. We consider the problem of space-time (ST) coding with binary pulse position modulation (PPM) and we propose the first known family of rate-1 ST codes that can be associated with binary PPM without introducing any additional constellation extension. We prove that the proposed encoding scheme can achieve a full transmit diversity order with 2^k transmit antennas. At the receiver side, we propose a maximum-likelihood (ML) decoder that is adapted to the structure of the considered multi-dimensional constellation that does not have the structure of a lattice.