基于全同態(tài)加密的密文檢索方案.pdf

1、近年來，快速發(fā)展的數(shù)字技術(shù)造成了數(shù)據(jù)量的高速增長。這導(dǎo)致了互聯(lián)網(wǎng)處理數(shù)據(jù)的能力相對不足。云計算應(yīng)運(yùn)而生，它統(tǒng)一調(diào)度數(shù)據(jù)中心巨大的存儲、計算資源以提供服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了資源的分布式共享，很好地應(yīng)對了數(shù)據(jù)量高速增長的勢頭。云安全問題一直以來都是云計算系統(tǒng)和業(yè)務(wù)進(jìn)一步發(fā)展的主要障礙。數(shù)據(jù)加密存儲是解決云存儲系統(tǒng)中數(shù)據(jù)安全問題的一種有效的安全手段。全同態(tài)加密算法可以對密文執(zhí)行任意運(yùn)算，其結(jié)果等同于相應(yīng)明文的特殊運(yùn)算的結(jié)果。該特性很好地滿足了用戶對云環(huán)

2、境中數(shù)據(jù)安全以及數(shù)據(jù)使用的需求。但現(xiàn)有的全同態(tài)加密方案（FHE）的計算復(fù)雜度高、密鑰長等缺陷使得它的實(shí)用性與實(shí)際應(yīng)用需求還相差甚遠(yuǎn)。本文以提高全同態(tài)加密算法的運(yùn)行效率為重點(diǎn)提出了一個新的基于LWE問題的全同態(tài)加密方案，其次，在GSW13方案上結(jié)合屬性加密機(jī)制構(gòu)造了能夠?qū)崿F(xiàn)安全訪問控制和密文安全檢索的方案。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴分析基于LWE的全同態(tài)加密方案的主要技術(shù)。特別地，對BV11a方案進(jìn)行較深入的研究和分析，并對其重線

3、性化技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，提出了帶密鑰的重線性化技術(shù)和純密鑰交換技術(shù)，避免了原方案中密鑰交換過程中大量的、復(fù)雜的矩陣運(yùn)算。在此基礎(chǔ)上，聯(lián)合模交換技術(shù)設(shè)計了一種基于LWE的層次型全同態(tài)加密方案，并采用自舉技術(shù)將運(yùn)算電路提升至任意層，實(shí)現(xiàn)了全同態(tài)加密。⑵為解決云端全同態(tài)加密的數(shù)據(jù)在訪問過程中存在的多用戶身份鑒別和訪問控制的問題。本文在 LSSS秘密共享矩陣的前提下，結(jié)合GSW13方案設(shè)計出了一種基于屬性加密的全同態(tài)方案。方案支持任意結(jié)構(gòu)的細(xì)粒度訪問