安全兩方距離計算及范圍搜索協(xié)議的研究與應(yīng)用.pdf

1、近年來隨著網(wǎng)絡(luò)高速發(fā)展，信息感知設(shè)備的迅速普及，基于合作計算的物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things，IOT）服務(wù)應(yīng)用廣泛。因此，在基于合作計算的應(yīng)用中，很容易提取用戶的隱私信息，隱私保護問題倍受關(guān)注。作為近年國際密碼學研究焦點的安全多方計算（Secure Multi-party Computation, SMC）技術(shù)恰可解決合作計算中不信任的參與方之間隱私保護的問題。安全多方計算目前已具有豐富的理論研究成果，并已開拓了隱私保護的

2、計算幾何（Privacy-preserving Computation Geometry，PPCG）和數(shù)據(jù)挖掘等分支領(lǐng)域，以解決現(xiàn)實應(yīng)用中面臨的具體隱私保護問題。安全點積問題作為安全多方計算中最常用的基礎(chǔ)子協(xié)議之一，作為基礎(chǔ)組件服務(wù)于多種具體安全協(xié)議之中，受到廣泛研究，不斷追求更高效更實用的解決方案。向量間的距離計算應(yīng)用廣泛，已有的大多數(shù)算法都需要掌握完整的向量用于計算，不適合應(yīng)用在不信任的參與方之間的合作計算中。隱私保護的計算幾何領(lǐng)域

3、中的范圍搜索問題，其實在地里信息系統(tǒng)和空間數(shù)據(jù)庫中多有涉及，但自Atallah提出后，國內(nèi)外卻鮮有研究人員涉及。國內(nèi)徐維江等人對此進行了研究，提出了一些框架性的協(xié)議。
　　本文中首先探討和研究了安全點積問題，基于同態(tài)加密技術(shù)提出了一個實用的安全點積協(xié)議。與已有的同樣基于同態(tài)加密的點積協(xié)議相比，本文所提出的協(xié)議具有效率更高更加實用的特點。并在此基礎(chǔ)上，提出了一個安全兩方的距離計算協(xié)議。在研究安全兩方的距離計算問題時，對W. L. D

4、u所提出的點積方案進行了擴展，提出了一個基于第三方的安全距離計算協(xié)議，相比同類型的安全協(xié)議，在保持低計算復雜度的同時，兼具高隱私度。此外，基于隨機化的數(shù)據(jù)偽裝技術(shù)，本文提出了第三個安全兩方的距離計算協(xié)議，利用安全多方計算技術(shù)替代第三方。此外，本文討論了隱私保護的范圍搜索問題，根據(jù)其分類，基于置換協(xié)議提出了兩個不同安全級別的兩方范圍搜索協(xié)議。最后，結(jié)合實際應(yīng)用，本文給出了一種基于隱私保護的物聯(lián)網(wǎng)位置服務(wù)原型系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)，結(jié)合前面提出的