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安全排序协议及其应用

软件学报 2022年第11期33卷 4316-4333页

作者：窦家维汪榆淋陕西师范大学数学与统计学院陕西西安710119

安全多方计算(secure multi-party computation,SMC)是国际密码学界近年来的研究热点.排序是一种基本的数据操作,是算法研究中最基础的问题.多方保密排序是百万富翁问题的推广,是一个基本的SMC问题,在科学决策、电子商务推荐、保密招标... 详细信息

安全多方计算(secure multi-party computation,SMC)是国际密码学界近年来的研究热点.排序是一种基本的数据操作,是算法研究中最基础的问题.多方保密排序是百万富翁问题的推广,是一个基本的SMC问题,在科学决策、电子商务推荐、保密招标/拍卖、保密投票以及保密数据挖掘等方面有重要应用.目前已有的安全多方排序解决方案大多只能适用于隐私数据范围已知而且范围较小的情况,如果数据范围未知或者数据范围很大,还未见到有效的解决方案.首先,在数据范围已知情形下,针对同数据并列计位以及增位次计位两种不同排序方式设计保密计算协议,进一步设计基于关键词的增位次计位方式保密排序协议;其次,以这些协议为基础,在数据范围未知的情形下,针对上述两种不同排序方式分别构造有效的保密排序方案.应用该排序协议作为模块,可解决许多以排序为基础的实际应用问题.最后设计了一个安全、高效的保密Vickrey招投标协议,以解决实际保密招标问题.通过灵活运用编码技巧,并基于ElGamal门限密码体制设计协议,这些协议在半诚实模型下是安全、高效的.应用模拟范例严格证明了协议的安全性,并对协议的执行效率进行了实际测试.实验结果表明,该协议是高效的.

关键词：安全多方计算保密排序同态加密门限解密保密招投标

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向量等分量数的保密计算及应用

软件学报 2022年第5期33卷 1907-1921页

作者：窦家维陈明艳成雯陕西师范大学数学与信息科学学院陕西西安710119 陕西师范大学计算机科学学院陕西西安710119

随着信息技术的快速发展,在保护数据隐私的条件下进行多方合作计算变得越来越普及,安全多方计算已经成为解决这类保密计算问题的核心技术.向量的保密计算是安全多方计算的重要研究方向,目前有很多研究成果,包括保密计算向量的点积,保密... 详细信息

随着信息技术的快速发展,在保护数据隐私的条件下进行多方合作计算变得越来越普及,安全多方计算已经成为解决这类保密计算问题的核心技术.向量的保密计算是安全多方计算的重要研究方向,目前有很多研究成果,包括保密计算向量的点积,保密的向量求和等.但关于保密计算向量等分量数的研究成果还很少,且主要研究向量分量在有全集限制下的两方保密计算问题.主要研究多方参与者隐私向量的等分量数以及相关阈值的安全计算问题.首先针对向量设计了分量-矩阵编码方法,结合ElGamal门限加密系统,构造了多方向量等分量数保密计算协议.进一步以向量等分量数保密计算协议为基础,研究设计了多方向量等分量数阈值问题保密计算协议.所有向量分量没有全集的限制.应用模拟范例方法对文中所有协议的安全性进行了严格证明.效率分析和实验验证表明设计的协议是简单高效的.最后,将所设计的协议应用于解决一些实际安全计算问题.

关键词：密码学安全多方计算向量等分量数同态加密编码方法

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多重集的保密计算及应用

电子学报 2020年第1期48卷 204-208页

作者：窦家维陈明艳陕西师范大学数学与信息科学学院

安全多方计算是近年来国际密码学界研究的热点问题.多重集作为标准集的推广在实际中有广泛的应用,对于多重集的保密计算问题研究具有重要的意义.本文主要研究两方多重集的交集、并集以及基于阈值和集的保密计算问题.首先针对不同问题设... 详细信息

安全多方计算是近年来国际密码学界研究的热点问题.多重集作为标准集的推广在实际中有广泛的应用,对于多重集的保密计算问题研究具有重要的意义.本文主要研究两方多重集的交集、并集以及基于阈值和集的保密计算问题.首先针对不同问题设计相应的编码方法,结合Paillier加密方案设计保密计算协议,并应用模拟范例方法严格证明协议的安全性.效率分析和实验验证表明本文所设计的协议是简单高效的.

关键词：密码学两方安全计算多重集同态加密编码方法

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k-min问题安全多方计算方案及应用

电子学报 2021年第11期49卷 2256-2260页

作者：汪榆淋窦家维陕西师范大学数学与统计学院陕西西安710119

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... 详细信息

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.

关键词：安全多方计算 k-min问题保密成绩统计与排序同态加密安全性

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数据相等问题的安全多方计算方案研究

电子学报 2018年第5期46卷 1107-1112页

作者：窦家维李顺东陕西师范大学数学与信息科学学院陕西西安710062 陕西师范大学计算机科学学院陕西西安710062

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El Gamal同态加密算法为基础,分别利用秘密分享技术... 详细信息

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El Gamal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.

关键词：安全多方计算多数据相等判定编码方案模拟范例半诚实模型恶意模型

一类微分方程初值问题解的唯一性与无穷多解性问题研究

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高等数学研究 2022年第5期25卷 69-72页

作者：窦家维陕西师范大学数学与统计学院陕西西安710062

本文对学生在学习中普遍存在的一些问题进行分析讨论,剖析产生这些问题的根本原因,并对这些问题提出正确的理解方式及解答,消除学生在学习中的理解误区.

关键词：初值问题解的存在唯一性无穷多解性局部解全局解

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区间关系保密计算若干问题研究

电子学报 2021年第1期49卷 50-57页

作者：窦家维王颖囡葛雪陕西师范大学数学与信息科学学院陕西西安710062

安全多方计算是密码学界的一个重要研究方向,本文主要研究区间的安全计算问题.首先应用Paillier加密方案设计“点与区间”以及“区间与区间”关系两方保密计算基础协议,协议的特点是判定结果以密文形式输出.将其推广为有理区间关系判定... 详细信息

安全多方计算是密码学界的一个重要研究方向,本文主要研究区间的安全计算问题.首先应用Paillier加密方案设计“点与区间”以及“区间与区间”关系两方保密计算基础协议,协议的特点是判定结果以密文形式输出.将其推广为有理区间关系判定协议时,相比已有协议,本文协议更为安全与高效.在此基础上,进一步研究多维度的“点与区间”以及“区间与区间”关系阈值判定这一类新问题.由于基础协议的输出结果为密文,故以此为基础所设计的多维度问题协议更加安全.最后,应用模拟范例方法严格证明了协议的安全性,并对协议进行了效率分析及模拟实验,理论分析及实验结果都说明本文协议是高效的.

关键词：密码学两方安全计算点与区间关系区间与区间关系阈值问题

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最小值问题的安全多方计算及其应用

电子学报 2017年第7期45卷 1715-1721页

作者：窦家维马丽李顺东陕西师范大学数学与信息科学学院陕西西安710062 陕西师范大学计算机科学学院陕西西安710062

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El Gamal乘法同态加密算法,并结合秘密分享以及门... 详细信息

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El Gamal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.

关键词：密码学安全多方计算最小值同态加密秘密分享门限密码体制

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保护隐私的曼哈顿距离计算及其推广应用

计算机学报 2020年第2期43卷 352-365页

作者：窦家维葛雪王颖囡陕西师范大学数学与信息科学学院西安710062

安全多方计算是信息时代保护隐私和信息安全的一项关键技术.安全多方科学计算是安全多方计算十分重要的组成部分,目前已经有许多安全多方科学计算问题的解决方案,但还有更多的问题值得人们去研究.关于曼哈顿距离的安全多方计算问题目前... 详细信息

安全多方计算是信息时代保护隐私和信息安全的一项关键技术.安全多方科学计算是安全多方计算十分重要的组成部分,目前已经有许多安全多方科学计算问题的解决方案,但还有更多的问题值得人们去研究.关于曼哈顿距离的安全多方计算问题目前研究的结果很少,构造曼哈顿距离的安全计算协议在密码学中有着重要的理论意义,作为基础协议能够广泛应用于其他安全多方计算协议的构造,比如保密计算两点间路径问题,保密判定点与区间以及点与点集的关系问题,以及向量相似度的保密计算都可以归约到曼哈顿距离的安全多方计算问题.本文应用加密选择技巧与一种新的编码方法相结合,以Paillier加密算法为基础,对于不同的情形(无全集限制或有全集限制)设计两数之差绝对值的高效保密计算协议.并以此为基础,设计出两种不同情形下保密计算曼哈顿距离的协议.本文证明了在半诚实模型下这些协议是安全的,并通过模拟实验来测试协议的具体执行时间,理论分析和仿真结果表明本文方案是简单易行的.最后,文中给出实例阐明本文协议在理论以及实际中的广泛应用.

关键词：安全多方计算密码学曼哈顿距离 Paillier加密算法编码方法