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BFV-MKFHE:基于BFV的多密钥全同态加密方案设计

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密码学报 2023年第6期10卷 1151-1164页

作者：杨亚涛赵东仓李兆夫刘亚奇北京电子科技学院电子与通信工程系北京100070 西安电子科技大学通信工程学院西安710071

传统的全同态加密方案仅支持对单一密钥加密的数据计算,无法适应多用户场景下的应用需求,多密钥全同态加密可以对不同密钥(用户)下的密文进行运算,最终密文由所有相关用户联合解密.目前在多密钥全同态加密领域针对BFV加密系统的研究较少... 详细信息

传统的全同态加密方案仅支持对单一密钥加密的数据计算,无法适应多用户场景下的应用需求,多密钥全同态加密可以对不同密钥(用户)下的密文进行运算,最终密文由所有相关用户联合解密.目前在多密钥全同态加密领域针对BFV加密系统的研究较少,为了将BFV同态加密体制拓展到多密钥应用领域,本文设计了一种基于BFV的多密钥全同态加密方案BFV-MKFHE.本方案以CZW17中基于BGV的MKFHE方案为基础,首先将BGV加密系统的结构修改为BFV的结构,减去了每一层的模数转换环节,简化了算法运算过程;其次在重线性化过程中,构造用户私钥的组合密文来生成计算密钥,并利用模数提高技术来优化重线性化过程,降低了同态运算过程中产生的噪声,提高了计算密钥生成效率;最后通过修改加密过程的取整方式,减少了计算冗余.本方案中完成一次同态乘法解密时产生的噪声值减小为CDKS19方案的1/p,生成计算密钥的密文尺寸与CDKS19方案相同,较CZW17方案和LZY+19方案约减小1/4,且无需对用户私钥的密文进行扩展,运算效率更高.

关键词：全同态加密多密钥 BFV 密文扩展重线性化

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关于RSA的模拟

西安电子科技大学学报 2002年第4期29卷 518-521页

作者：张斌白恩健肖国镇西安电子科技大学信息保密研究所陕西西安710071

基于Fp 上多项式的性质 ,改进了曹珍富文中提出的模拟RSA型公钥密码体制 ,通过适当选取参数 ,解决了其中存在的密文扩展问题 .讨论了改进后体制的安全性 ,并给出了一个RSA的新模拟。

关键词： RSA 安全性有限域上的多项式公钥密码体制密文扩展

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基于NTRU的多密钥同态加密方案解密结构

计算机应用 2020年第7期40卷 1959-1964页

作者：车小亮周昊楠周潭平李宁波杨晓元武警工程大学密码工程学院西安710086 网络与信息安全武警部队重点实验室西安710086

为了进一步提升NTRU型多密钥全同态加密(MKFHE)方案的安全性和效率,基于素数幂次分圆多项式环,研究了NTRU型多密钥同态加密的原始解密结构特点,并提出了两种多密钥同态解密结构改进优化方法。首先通过降低多项式系数,设计了"Regev-Style... 详细信息

为了进一步提升NTRU型多密钥全同态加密(MKFHE)方案的安全性和效率,基于素数幂次分圆多项式环,研究了NTRU型多密钥同态加密的原始解密结构特点,并提出了两种多密钥同态解密结构改进优化方法。首先通过降低多项式系数,设计了"Regev-Style"多密钥解密结构;其次通过扩展密文维度,设计了"Ciphertext-Expansion"多密钥解密结构。通过与NTRU型多密钥同态加密方案的原始解密结构进行对比分析,结果表明"Regev-Style"多密钥解密结构降低了产生噪声的量级,用于NTRU型多密钥全同态加密方案设计时能减少密钥交换次数和模交换次数;"Ciphertext-Expansion"多密钥解密结构消除了密钥交换过程,降低了产生噪声的量级,且能更有效地处理重复用户的密文乘积。改进优化的多密钥解密结构的安全性均基于素数幂次分圆多项式环上的误差学习(LWE)问题和判定小多项式比(DSPR)假设,这些结构能较好地抵御子域攻击。通过选取合适的参数,它们可用于设计更加安全高效的NTRU型多密钥全同态加密方案。

关键词： NTRU型多密钥同态加密素数幂次分圆多项式环同态乘法解密结构小系数多项式密文扩展

基于同态加密的营业厅自助终端数据防泄露系统

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电子设计工程 2024年第20期32卷 187-190,195页

作者：李连浩刘岩周辛南魏子睿赵卜国网冀北电力有限公司承德供电公司河北承德067000 国网冀北电力有限公司北京100054 国网冀北营销服务中心(计量中心、电力负荷管理中心) 北京100010

为了解决传输数据量相对较多时,电力营业厅自助终端传输数据加密能力有限造成信息泄露的问题,设计基于同态加密的营业厅自助终端数据防泄露系统。构建自助终端控制台的数据层、输入层、执行层、输出层结构,完成防泄露系统的多层结构和... 详细信息

为了解决传输数据量相对较多时,电力营业厅自助终端传输数据加密能力有限造成信息泄露的问题,设计基于同态加密的营业厅自助终端数据防泄露系统。构建自助终端控制台的数据层、输入层、执行层、输出层结构,完成防泄露系统的多层结构和硬件设计。确定同态密文的扩展形式,并以此为基础求解同态加密函数表达式,制定营业厅自助终端数据的同态加密方案;确定具体的数据防泄露处理流程,联合相关硬件应用结构,完成基于同态加密的营业厅自助终端数据防泄露系统的设计。实验结果表明,该系统的应用可以实现对传输数据的准确加密,加密后数据对象的编码长度与标准编码长度差值不超过0.5 bit,能够解决电力营业厅自助终端加密能力有限导致信息泄露的问题。

关键词：同态加密电力营业厅自助终端数据防泄露密文扩展泄露风险