检索结果-南通市图书馆

计算机科学 2024年第5期51卷 331-345页

作者：郭春彤吴文渊中国科学院重庆绿色智能技术研究院自动推理与认知重庆市重点实验室重庆400714 中国科学院大学重庆学院重庆400714

两方安全计算中涉及的可验证解密技术可以应用在医疗研究数据共享、机构间合作进行模型训练等有隐私保护需求的现实场景中,有助于进一步打破数据孤岛、保障数据安全。但是目前已有的为基于格密码或其他后量子加密方案正确解密所构造的... 详细信息

两方安全计算中涉及的可验证解密技术可以应用在医疗研究数据共享、机构间合作进行模型训练等有隐私保护需求的现实场景中,有助于进一步打破数据孤岛、保障数据安全。但是目前已有的为基于格密码或其他后量子加密方案正确解密所构造的零知识证明的效率不高。面对这一现状,文中针对Kyber提出了一个基于模容错学习问题(mlwe)和模小整数解问题(MSIS)的可验证解密方案。首先,根据Kyber的加解密特性,在利用证明者和验证者所持数据构造相等关系时存在差异,该方案提出了一种利用误差估计结合Kyber的压缩函数,使证明者提供给验证者一部分所持数据的信息,从而消除差异的方法,进而提供可以用于验证的相等关系,把该关系与Dilithium签名方案无公钥压缩版本的框架相结合,构造非交互式零知识证明,将可验证解密问题转变为证明环中短向量满足的线性关系。其次,在理论上分析了方案的正确性、安全性、通信开销和计算复杂度,将方案的合理性和零知识性规约到MSIS困难假设,并提供了2组不同安全等级的建议参数设置。最后,通过编写C语言程序测试了所提方案的正确性和效率。实验结果与理论分析结果基本一致,与现有方案相比,所提方案在对单个密文的证明大小和证明时间上有显著优势,更加简洁、高效。

关键词：可验证解密格密码 mlwe MSIS 零知识证明

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一种基于mlwe的同态内积方案

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软件学报 2021年第11期32卷 3596-3605页

作者：柯程松吴文渊冯勇自动推理与认知重庆市重点实验室(中国科学院重庆绿色智能技术研究院) 重庆400714 重庆邮电大学计算机科学与技术学院重庆400065

同态内积在安全多方几何计算、隐私数据挖掘、外包计算、可排序的密文检索等场景有广泛的应用.但现有的同态内积计算方案大多是基于RLWE的全同态加密方案,普遍存在效率不高的问题.在柯程松等人提出的基于mlwe的低膨胀率加密算法基础上,... 详细信息

同态内积在安全多方几何计算、隐私数据挖掘、外包计算、可排序的密文检索等场景有广泛的应用.但现有的同态内积计算方案大多是基于RLWE的全同态加密方案,普遍存在效率不高的问题.在柯程松等人提出的基于mlwe的低膨胀率加密算法基础上,提出了一种同态内积方案.首先给出了密文空间上的张量积运算⊗,该密文空间上的运算对应明文空间上的整数向量内积运算;然后分析了方案的正确性与安全性;最后给出了两种优化的加密参数,对应计算两种不同大小的整数向量同态内积的应用场景.通过C++与大整数计算库NTL实现了该方案.对比其他同态加密方案,该方案能够比较高效地计算整数向量的同态内积.

关键词： mlwe 同态内积安全多方计算

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基于模容错学习问题的加密算法研究

基于模容错学习问题的加密算法研究

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作者：柯程松重庆邮电大学

学位级别：硕士

量子计算机发展迅速,如果量子比特位数足够多,量子Shor算法能在多项式时间内破解整数分解与离散对数问题,所有基于两类问题的传统密码体制将不安全。当前已知最好的量子算法破解格上困难问题需要花费指数时间,格密码有望应对量子计算机... 详细信息

量子计算机发展迅速,如果量子比特位数足够多,量子Shor算法能在多项式时间内破解整数分解与离散对数问题,所有基于两类问题的传统密码体制将不安全。当前已知最好的量子算法破解格上困难问题需要花费指数时间,格密码有望应对量子计算机与量子算法的攻击,因此格密码成为了当前信息安全界的研究热点。基于mlwe的密钥交换算法Kyber是当前最新的格加密算法之一,加密效率远高于基于LWE问题与RLWE问题构建的加密算法。但由于该算法主要应用于密钥封装少数场景,所以存在明文空间小,密文膨胀率较大的缺点。论文第一部分工作针对Kyber算法存在的问题进行了改进:在Kyber加密算法中引入新的加密参数dp,以扩大明文空间,降低密文膨胀率。在改进过程中主要解决了以下三个关键问题:1.通过严格的理论推导与实现分析了dp对加密算法正确性的影响。2.通过优化加密参数降低了密文膨胀率。3.通过基于浮点运算的复数域上的快速傅里叶变换进行多项式乘法,避免了在增大后的有限域上进行大整数多项式乘法,保证了改进后算法的计算效率,并对浮点运算产生的误差进行了分析。并且用C++实现了改进后的算法,与Kyber的实验数据进行对比,密文膨胀率由1:25左右降低到了1:4.25左右。同态内积在安全多方几何计算、隐私数据挖掘、外包计算、可排序的密文检索等场景有广泛的应用。但现有的计算同态内积的方案大多是基于RLWE的全同态加密方案,普遍存在效率不高的问题。针对上述问题,论文的第二部分工作是基于改进后的算法构造了一种基于mlwe的同态内积方案,在此过程中主要解决了以下三个关键问题:1.给出了密文空间上的张量积运算?,该密文空间上的运算对应明文空间上的整数向量内积运算。2.由于引入了张量运算,同态内积方案的加密噪声相比第一部分工作提出的改进算法发生了改变,重新对方案的正确性与安全性进行了分析。3.给出了两种优化的加密参数,对应计算两种不同大小的整数向量同态内积的应用场景。通过C++与大整数计算库NTL实现了本文的方案,对比其他同态加密方案,该方案能够高效地计算整数向量的同态内积。

关键词：后量子加密算法格密码 mlwe 同态内积

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基于格的全同态加密方案设计

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西华师范大学学报（自然科学版） 2022年第1期43卷 33-39页

作者：韩鹏唐春明西华师范大学数学与信息学院四川南充637009

由于量子计算机的攻击,许多经典意义下的密码方案不再安全。全同态加密(FHE)被认为是维护机器学习系统隐私安全最重要的解决方案,但同态加密方案的备用方案较少,效率低下,运算成本过高导致不能投入实际应用市场。本文研究了安全性基于M... 详细信息

由于量子计算机的攻击,许多经典意义下的密码方案不再安全。全同态加密(FHE)被认为是维护机器学习系统隐私安全最重要的解决方案,但同态加密方案的备用方案较少,效率低下,运算成本过高导致不能投入实际应用市场。本文研究了安全性基于mlwe困难问题的抗量子计算密码CRYSTALS-Kyber,解析了Kyber加密方案同态过程中的私钥设计理念并且进行了相应的推广,同时应用新私钥设计它的全同态加密方案。通过设计新私钥巧妙地约减了同态计算的过程,降低了成本并且提高全同态加密的效率。

关键词： CRYSTALS-Kyber 量子计算 mlwe 机器学习 FHE

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