密態計算理論與應用

第1章 緒論 001
1．1　雲計算　002
1．1．1　引言　002
1．1．2　概念　003
1．1．3　發展與應用　003
1．1．4　雲計算的關鍵技術　005
1．2　大數據與資料採擷　006
1．2．1　引言　006
1．2．2　概念　007
1．2．3　發展與應用　008
1．2．4　大資料與資料採擷關鍵技術　010
1．3　物聯網　010
1．3．1　引言　010
1．3．2　概念　011
1．3．3　發展與應用　011
1．3．4　物聯網關鍵技術　012
1．4　人工智慧　013
1．4．1　引言　013
1．4．2　概念　014
1．4．3　發展與應用　014
1．4．4　機器學習核心演算法　015
1．5　面臨的隱私挑戰　018
1．5．1　雲計算面臨的隱私挑戰　018
1．5．2　大數據面臨的隱私挑戰　019
1．5．3　物聯網面臨的隱私挑戰　020
1．5．4　人工智慧面臨的隱私挑戰　021
1．6　本章小結　022
參考文獻　023

第2章　基礎知識　025
2．1　基本代數系統　026
2．1．1　群、環、域　026
2．1．2　多項式環　028
2．1．3　割圓多項式　029
2．1．4　割圓域的歸一化　029
2．2　公開金鑰密碼體制　030
2．2．1　公開金鑰密碼的原理　030
2．2．2　RSA 演算法　032
2．2．3　其他公開金鑰密碼演算法　033
2．3　安全模型　035
2．4　困難問題　037
2．4．1　大整數因數分解問題　037
2．4．2　離散對數問題　038
2．4．3　橢圓曲線離散對數問題　038
2．5　全同態加密　038
2．5．1　全同態加密的發展歷程　039
2．5．2　全同態加密方案　040
2．5．3　全同態加密的安全性研究　044
2．6　常用安全協議　045
2．6．1　隱私保護余弦相似度計算協定　045
2．6．2　安全歐幾裡得距離計算協議　046
2．6．3　安全比特分解協議　047
2．6．4　安全整數與分數計算協定　048
2．7　整數電路　048
2．7．1　基本的安全整數計算電路　048
2．7．2　封裝安全整數計算電路　052
2．8　其他基礎知識點　060
2．8．1　浮點數　060
2．8．2　BLS短簽名　060
2．8．3　雙線性映射　061
2．8．4　Skyline計算　061
2．8．5　0-編碼和1-編碼　062
2．8．6　關鍵字加密　062
2．8．7　四叉樹資料結構　063
2．8．8　叉積——凸多邊形中的點　063
2．8．9　安全多方計算　064
2．8．10　基於門限解密的Paillier密碼系統　065
2．9　本章小結　066
參考文獻　067

第3章　基本密態計算原語　071
3．1　支援有理數的密態計算　072
3．1．1　引言　072
3．1．2　準備工作　073
3．1．3　系統模型與隱私需求　074
3．1．4　密碼原語和隱私保護整數計算工具包　076
3．1．5　隱私保護的有理數計算工具包　083
3．1．6　安全性分析　087
3．1．7　性能評估　090
3．2　支援浮點數的密態計算　096
3．2．1　引言　096
3．2．2　準備工作　097
3．2．3　系統模型和隱私需求　098
3．2．4　加密原語和基本隱私保護整數計算協定　100
3．2．5　隱私保護浮點數存儲和計算　103
3．2．6　安全性分析　110
3．2．7　性能評估　114
3．3　支援多金鑰的密態計算　121
3．3．1　引言　121
3．3．2　準備工作　122
3．3．3　系統模型與隱私需求　122
3．3．4　基本密碼原語——分散式雙陷門公開金鑰密碼系統　124
3．3．5　多金鑰下的隱私保護整數計算工具包　126
3．3．6　安全性分析　135
3．3．7　性能分析　139
3．4　基於全同態的密態計算　144
3．4．1　引言　144
3．4．2　準備工作　146
3．4．3　系統模型和安全模型　146
3．4．4　安全SIMD不帶正負號的整數電路和整數打包技術　147
3．4．5　安全有符號整數計算電路　153
3．4．6　應用與擴展　158
3．4．7　安全性與性能分析　161
3．5　支援非線性的密態計算　170
3．5．1　引言　170
3．5．2　準備工作　171
3．5．3　系統模型和隱私需求　173
3．5．4　HPCS構建　175
3．5．5　高精度計算擴展　183
3．5．6　安全性分析　187
3．5．7　性能評估　190
3．6　本章小結　197
參考文獻　198

第4章　密態計算應用　205
4．1　線上網約車隱私服務　206
4．1．1　引言　206
4．1．2　問題描述　208
4．1．3　Trace系統構造　211
4．1．4　安全性分析　219
4．1．5　性能評估　221
4．2　遠端身份認證服務　226
4．2．1　引言　226
4．2．2　問題描述　228
4．2．3　PribioAuth模型構造　231
4．2．4　安全性分析　234
4．2．5　性能分析　236
4．3　密態資料查詢服務　238
4．3．1　引言　238
4．3．2　問題描述　241
4．3．3　系統架構　245
4．3．4　範圍查詢協議　250
4．3．5　布林查詢　255
4．3．6　性能分析　258
4．3．7　安全性分析　263
4．4　本章小結　268
參考文獻　269
名詞索引　273