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期刊信息/Journal information
计算机研究与发展
计算机研究与发展

徐志伟

月刊

1000-1239

crad@ict.ac.cn

010-62620696;62600350

100190

北京中关村科学院南路6号

计算机研究与发展/Journal Journal of Computer Research and DevelopmentCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是中国科学院计算技术研究所和中国计算机学会联合主办、科学出版社出版的学术性刊物、中国计算机学会会刊，我国第一个计算机刊物。主要刊登计算机科学技术领域高水平的学术论文、最新科研成果和重大应用成果。
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    面向隐私保护的集合交集计算综述

    魏立斐刘纪海张蕾王勤...
    1782-1799页
    查看更多>>摘要：随着物联网和大数据技术的发展,在计算机和手机上出现了大量分布式应用程序.然而现有的分布式数据处理方式已不能很好地满足用户对隐私保护的需求.隐私集合交集(private set intersection,PSI)协议作为一项典型的面向隐私保护的分布式集合计算技术,允许各参与方输入其私有集合,共同计算集合的交集,且不泄露除交集以外的任何信息.PSI协议作为安全多方计算的一种重要应用,已被广泛应用于隐私计算领域,具有重要的理论和实践意义.首先介绍PSI协议的基本密码技术、敌手模型、安全证明、编程框架等基础知识;其次系统总结了构造传统PSI协议的设计框架:基于公钥加密体制的框架、基于混淆电路的框架、基于不经意传输的框架;随后介绍PSI协议核心的隐私集合元素比较技术/工具:不经意伪随机函数、不经意多项式评估、布隆过滤器等;进一步地详细阐述了适应新型应用场景的PSI方案:基于云辅助的PSI、非平衡型PSI、基于阈值的PSI和多方PSI;最后总结并展望面向隐私保护的集合交集计算中亟待解决问题和发展方向.

    隐私集合求交安全多方计算隐私保护不经意传输混淆电路

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    基于Cut-and-Choose技术的安全多方计算

    赵川徐俊
    1800-1818页
    查看更多>>摘要：Cut-and-Choose技术是密码学中一种被广泛使用的密码学工具,对安全多方计算协议的设计起着重要的作用.其主要思想是一方在协议中构造多份混淆电路,另一方要求打开其中一部分电路进行检查,若检查通过则计算剩余的电路,决定电路的最终输出.在早期工作中,Cut-and-Choose技术主要应用于恶意模型下的安全两方计算,并由此产生了许多优秀的工作.尽管该技术在隐蔽安全模型中的工作也很早提出,但在当时并没有引起太多的关注.近年来,随着学者对于隐蔽敌手的深入研究,Cut-and-Choose技术以及基于该技术的思想也开始被用于实现公开可验证的隐蔽安全协议,涌现出一些代表性的工作.首先介绍了 Cut-and-Choose技术在恶意安全模型和隐蔽安全模型中的研究进展;其次重点介绍其应用于公开可验证隐蔽安全模型中的研究成果;最后通过对该领域的研究成果进行详细的总结与分析,并指出后续可能的发展方向.

    Cut-and-Choose技术安全多方计算混淆电路恶意模型隐蔽模型公开可验证隐蔽模型

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    一个高效的安全两方近似模式匹配协议

    徐琳魏晓超蔡国鹏王皓...
    1819-1830页
    查看更多>>摘要：近似模式匹配是模式匹配中最适合实际应用的变体之一,其功能是确定2个字符串之间的汉明距离是否小于某给定阈值.由于其实用性,近似模式匹配在人脸识别、基因匹配等方面具有广泛的应用.然而,由于私有数据的敏感性,数据拥有者往往不愿意共享其隐私数据.幸运的是,安全近似模式匹配可以在不泄露数据前提下完成匹配功能.首次基于茫然传输(oblivious transfer,OT)、同态加密(homomorphic encryption,HE)、茫然多项式计算(oblivious polynomial evaluation,OPE)以及隐私等值比较(private equality test,PEQT)技术提出了安全的、实用的近似模式匹配协议,并通过理想/现实模拟范式证明协议具有半诚实敌手安全性.就效率而言,与当前已有的安全近似模式匹配工作相比,协议在计算复杂度方面具有优势,将复杂度从O(nm)降为O(nτ),其中n为文本长度,m为模式长度,τ为给定阈值.最后,为了检验高效性,对协议进行了性能评估.实验结果表明:当模式长度为26且文本长度为212时,协议仅需要10 s运行时间.

    安全近似模式匹配茫然传输同态加密茫然多项式计算隐私等值比较

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    JPEG图像多域可逆信息隐藏及载荷分配算法

    殷赵霞郭红念杜洋马文静...
    1831-1840页
    查看更多>>摘要：信息隐藏技术通过修改数字媒体信号嵌入附加信息而不影响媒体本身的使用价值;可逆信息隐藏不仅可以隐藏并提取附加信息,还可以无失真地恢复载体,是当前研究热点.针对应用最广泛的图像格式JPEG(joint photographic experts group),其可逆信息隐藏方法可分2类:1)离散余弦变换(discrete cosine transform,DCT)系数域修改,会导致文件扩展和视觉质量失真;2)熵编码域修改,生成的载密图像与原始图像相比无信号失真,但载荷有限且载荷越高往往文件扩展越严重.针对这2类方法存在的问题,设计了一种JPEG图像多域可逆信息隐藏算法,同时考虑DCT系数域修改和熵编码域修改来嵌入附加信息.由于2个域的修改对视觉质量失真和文件扩展的影响不同,因此研究重点在于载荷的合理分配.首先分析了在熵编码域嵌入信息时引起文件扩展的原因;然后据此设计基于VLC频率直方图的载荷分配算法以最小化文件扩展和视觉质量失真.实验结果表明:所提算法在文件扩展和视觉质量方面明显优于现有的方法.

    可逆信息隐藏JPEG图像多域变长码直方图

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    基于多关键字的Top-k布尔可搜索加密方案

    郭斯栩何申粟栗张星...
    1841-1852页
    查看更多>>摘要：针对在云存储服务中可搜索加密技术的研究,解决了现存3个问题:1)传统可搜索加密方法大多数只支持单关键字搜索,并且在安全索引过大时,搜索时间代价过大;2)现有方案大多使用倒排索引进行快速搜索,然而倒排索引并不支持动态关键字更新;3)现有方案大多数无法针对某些按需用户,根据关键字的重要性对搜索文件进行安全高效的top-k排序.提出了一种基于多关键字的top-k布尔可搜索加密方案(top-k boolean searchable encryption scheme based on multiple keywords,TBSE).该方案利用Goldwasser-Micalli与2DNF这2种加密算法构建了一种支持动态更新的安全索引;利用集合论与布尔搜索的相关知识构建了关键字交集索引与交集搜索令牌,以实现对多关键字的布尔搜索;利用TF-IDF加权技术与安全协处理器构造分数索引,进而能够对文件进行top-k排序.安全性分析表明:该方案保证了在已知密文模型与已知背景模型下的安全性.通过实验证明:该方案提升了对多关键字布尔搜索的效率以及索引存储的效率.

    布尔搜索多关键字top-k可搜索加密动态更新

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    支持联合搜索的动态前向安全可搜索加密方案

    汤永利李静然闫玺玺赵强...
    1853-1866页
    查看更多>>摘要：前向安全可搜索加密方案可抵抗文件注入攻击,从而引起了广泛的关注,它保证了更新文件后,新加入的文件不会泄露先前文件的关键词信息.就前向安全可搜索加密方案而言,如何提升其安全性和运行效率是当下的研究热点.但现有的前向安全可搜索加密方案为了提升安全性,往往仅支持单关键词查询或者以牺牲部分查询功能为代价.针对可搜索加密文件更新时的隐私泄露问题和搜索功能不完善问题,提出一种支持联合搜索的前向安全可搜索加密方案.该方案在服务器端采用布谷鸟过滤器筛选符合查询条件的文件,且支持动态更新操作;通过引入密文等值测试技术对关键词进行隐藏,实现在搜索阶段不泄露关键词和文件信息的情况下进行搜索匹配.方案分析和实验表明所提方案满足自适应安全性,提供多关键词搜索,支持灵活的更新操作且具有较高的效率,更加适用于数据外包、电子邮件系统等实际应用场景.

    可搜索加密前向安全联合查询布谷鸟过滤器密文等值测试

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