检索结果-内蒙古大学图书馆

计算机工程 2025年

作者：李再东陈玉玲王学伟罗运省部共建公共大数据国家重点实验室(贵州大学) 贵州大学计算机科学与技术学院潍坊科技学院计算机学院

全同态加密（Fully Homomorphic Encryption， FHE），首次在2009年被提出，是一类可以在加密数据上进行计算的加密方案。现有的FHE方案通常基于标准的容错学习（Learning With Errors， LWE）假设来实现。多密钥全同态加密是全同态加... 详细信息

全同态加密（Fully Homomorphic Encryption， FHE），首次在2009年被提出，是一类可以在加密数据上进行计算的加密方案。现有的FHE方案通常基于标准的容错学习（Learning With Errors， LWE）假设来实现。多密钥全同态加密是全同态加密的一种高级变体，允许在不同密钥下对加密数据进行运算处理。自从2012年López-Alt、Tromer和Vaikuntanathan提出以来，已经有许多方案提出，带来了在安全性和效率方面的各种改进。然而传统多密钥全同态加密不支持动态扩展，仅能在密钥数量固定的情景下进行运算。同时还存在密文扩展开销大，安全性不足等挑战。为了解决上述问题，开发了一个云端与参与方交互式进行密文扩展的构造方法，基于LWE提出了一种非对称密码体制的动态多密钥FHE方案。方案允许对新鲜的、运算后的或者已扩展密文，动态引入拥有额外密钥的新用户，并通过构造中间密文和分块矩阵的方式，实现密文对新参与方的兼容扩展。各参与方对自身私钥进行承诺生成辅助密文，云端结合这些辅助信息与原密文进行计算，使扩展后的密文结构能够嵌入原始明文信息并保证解密正确性。与现有的构造方法相比，具有更小的参数尺寸。且密文扩展过程为交互式的，让用户承担少量计算负担，同时降低了云服务器的计算量，即降低了用户向云服务器提供商支付的费用，使得密文扩展更高效。此外，提出的多密钥FHE方案保持运算正确性，保持语义安全，依赖于标准LWE假设的困难性。

关键词：多密钥全同态加密密文扩展 GSW同态加密 LWE问题加密技术

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BFV-MKFHE:基于BFV的多密钥全同态加密方案设计

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密码学报 2023年第6期10卷 1151-1164页

作者：杨亚涛赵东仓李兆夫刘亚奇北京电子科技学院电子与通信工程系北京100070 西安电子科技大学通信工程学院西安710071

传统的全同态加密方案仅支持对单一密钥加密的数据计算,无法适应多用户场景下的应用需求,多密钥全同态加密可以对不同密钥(用户)下的密文进行运算,最终密文由所有相关用户联合解密.目前在多密钥全同态加密领域针对BFV加密系统的研究较少... 详细信息

传统的全同态加密方案仅支持对单一密钥加密的数据计算,无法适应多用户场景下的应用需求,多密钥全同态加密可以对不同密钥(用户)下的密文进行运算,最终密文由所有相关用户联合解密.目前在多密钥全同态加密领域针对BFV加密系统的研究较少,为了将BFV同态加密体制拓展到多密钥应用领域,本文设计了一种基于BFV的多密钥全同态加密方案BFV-MKFHE.本方案以CZW17中基于BGV的MKFHE方案为基础,首先将BGV加密系统的结构修改为BFV的结构,减去了每一层的模数转换环节,简化了算法运算过程;其次在重线性化过程中,构造用户私钥的组合密文来生成计算密钥,并利用模数提高技术来优化重线性化过程,降低了同态运算过程中产生的噪声,提高了计算密钥生成效率;最后通过修改加密过程的取整方式,减少了计算冗余.本方案中完成一次同态乘法解密时产生的噪声值减小为CDKS19方案的1/p,生成计算密钥的密文尺寸与CDKS19方案相同,较CZW17方案和LZY+19方案约减小1/4,且无需对用户私钥的密文进行扩展,运算效率更高.

关键词：全同态加密多密钥 BFV 密文扩展重线性化

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基于同态加密的营业厅自助终端数据防泄露系统

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电子设计工程 2024年第20期32卷 187-190,195页

作者：李连浩刘岩周辛南魏子睿赵卜国网冀北电力有限公司承德供电公司河北承德067000 国网冀北电力有限公司北京100054 国网冀北营销服务中心(计量中心、电力负荷管理中心) 北京100010

为了解决传输数据量相对较多时,电力营业厅自助终端传输数据加密能力有限造成信息泄露的问题,设计基于同态加密的营业厅自助终端数据防泄露系统。构建自助终端控制台的数据层、输入层、执行层、输出层结构,完成防泄露系统的多层结构和... 详细信息

为了解决传输数据量相对较多时,电力营业厅自助终端传输数据加密能力有限造成信息泄露的问题,设计基于同态加密的营业厅自助终端数据防泄露系统。构建自助终端控制台的数据层、输入层、执行层、输出层结构,完成防泄露系统的多层结构和硬件设计。确定同态密文的扩展形式,并以此为基础求解同态加密函数表达式,制定营业厅自助终端数据的同态加密方案;确定具体的数据防泄露处理流程,联合相关硬件应用结构,完成基于同态加密的营业厅自助终端数据防泄露系统的设计。实验结果表明,该系统的应用可以实现对传输数据的准确加密,加密后数据对象的编码长度与标准编码长度差值不超过0.5 bit,能够解决电力营业厅自助终端加密能力有限导致信息泄露的问题。

关键词：同态加密电力营业厅自助终端数据防泄露密文扩展泄露风险

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基于公钥密码体制的多密钥同态加密方案解密结构

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计算机应用 2021年

作者：车小亮周昊楠周潭平李宁波杨晓元武警工程大学密码工程学院网络与信息安全武警部队重点实验室

为了进一步提升公钥密码体制(NTRU)型多密钥全同态加密方案的安全性和效率，基于素数幂次分圆多项式环，研究了NTRU型多密钥同态加密的原始解密结构特点，并提出了两种多密钥同态解密结构改进优化方法。首先通过降低多项式系数，设计了... 详细信息

为了进一步提升公钥密码体制(NTRU)型多密钥全同态加密方案的安全性和效率，基于素数幂次分圆多项式环，研究了NTRU型多密钥同态加密的原始解密结构特点，并提出了两种多密钥同态解密结构改进优化方法。首先通过降低多项式系数，设计了“Regev-Style”多密钥解密结构；其次通过扩展密文维度，设计了“Ciphertext-Expansion”多密钥解密结构。通过与NTRU型多密钥同态加密方案的原始解密结构进行对比分析，“Regev-Style”多密钥解密结构降低了产生噪声的量级，用于NTRU型多密钥全同态加密方案设计时能减少密钥交换次数和模交换次数；“Ciphertext-Expansion”多密钥解密结构消除了密钥交换过程，降低了产生噪声的量级，能更有效地处理重复用户的密文乘积。改进优化的多密钥解密结构安全性均是基于素数幂次分圆多项式环上的LWE问题和DSPR假设，能较好地抵御子域攻击。通过选取合适的参数，可用于设计更加安全高效的NTRU型多密钥全同态加密方案。

关键词：公钥密码体制型多密钥同态加密素数幂次分圆多项式环同态乘法解密结构小系数多项式密文扩展

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NTRU型多密钥全同态加密方案的优化

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工程科学与技术 2020年第5期52卷 186-193页

作者：车小亮周潭平李宁波周昊楠刘龙飞杨晓元武警工程大学密码工程学院陕西西安710086 网络和信息安全武警部队重点实验室陕西西安710086

现有的NTRU型多密钥全同态加密方案多是基于2的幂次分圆多项式环构造的,全同态计算过程使用了复杂的密钥交换操作,这类方案容易遭受子域攻击,且同态运算效率较低,对此本文提出了一个安全性更好、效率更高的NTRU型多密钥全同态加密方案... 详细信息

现有的NTRU型多密钥全同态加密方案多是基于2的幂次分圆多项式环构造的,全同态计算过程使用了复杂的密钥交换操作,这类方案容易遭受子域攻击,且同态运算效率较低,对此本文提出了一个安全性更好、效率更高的NTRU型多密钥全同态加密方案。首先,将现有方案底层的分圆多项式环扩展应用到素数次分圆多项式环上,给出了基于素数次分圆多项式环的NTRU型多密钥全同态加密的基础方案模型(B-MKFHE方案),该方案模型可以抵御更多的子域攻击。其次,在B-MKFHE方案模型的基础上,通过扩展密文多项式维度,优化了NTRU型多密钥同态运算结构,使得同态运算过程不再需要复杂耗时的密钥交换操作。最后,根据优化的多密钥同态运算结构,结合模交换技术,构造了无需密钥交换的层级的NTRU型多密钥全同态加密方案(M-MKFHE方案)。分析结果表明,本文提出的M-MKFHE方案能有效抵御子域攻击,满足IND-CPA安全。与B-MKFHE方案相比,M-MKFHE方案具有更小的存储开销和计算开销,同态运算过程中产生的噪声值较小,运算效率较高,且支持更深层次的同态运算。

关键词： NTRU型多密钥全同态加密素数次分圆多项式环密文扩展同态运算结构 IND-CPA安全

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基于NTRU的多密钥同态加密方案解密结构

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计算机应用 2020年第7期40卷 1959-1964页

作者：车小亮周昊楠周潭平李宁波杨晓元武警工程大学密码工程学院西安710086 网络与信息安全武警部队重点实验室西安710086

为了进一步提升NTRU型多密钥全同态加密(MKFHE)方案的安全性和效率,基于素数幂次分圆多项式环,研究了NTRU型多密钥同态加密的原始解密结构特点,并提出了两种多密钥同态解密结构改进优化方法。首先通过降低多项式系数,设计了"Regev-... 详细信息

为了进一步提升NTRU型多密钥全同态加密(MKFHE)方案的安全性和效率,基于素数幂次分圆多项式环,研究了NTRU型多密钥同态加密的原始解密结构特点,并提出了两种多密钥同态解密结构改进优化方法。首先通过降低多项式系数,设计了"Regev-Style"多密钥解密结构;其次通过扩展密文维度,设计了"Ciphertext-Expansion"多密钥解密结构。通过与NTRU型多密钥同态加密方案的原始解密结构进行对比分析,结果表明"Regev-Style"多密钥解密结构降低了产生噪声的量级,用于NTRU型多密钥全同态加密方案设计时能减少密钥交换次数和模交换次数;"Ciphertext-Expansion"多密钥解密结构消除了密钥交换过程,降低了产生噪声的量级,且能更有效地处理重复用户的密文乘积。改进优化的多密钥解密结构的安全性均基于素数幂次分圆多项式环上的误差学习(LWE)问题和判定小多项式比(DSPR)假设,这些结构能较好地抵御子域攻击。通过选取合适的参数,它们可用于设计更加安全高效的NTRU型多密钥全同态加密方案。

关键词： NTRU型多密钥同态加密素数幂次分圆多项式环同态乘法解密结构小系数多项式密文扩展

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多功能的全同态加密研究

多功能的全同态加密研究

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作者：王学庆中国科学院大学

学位级别：博士

全同态加密(Fully Homomorphic Encryption，FHE)是一般加密的扩展，相比于一般的加密，它增加了一个同态计算的算法，使得任何人能对密文进行任意计算，这一功能正好迎合了云环境下人们对数据可用性和隐私性的双重需求，且Gentry在200... 详细信息

全同态加密(Fully Homomorphic Encryption，FHE)是一般加密的扩展，相比于一般的加密，它增加了一个同态计算的算法，使得任何人能对密文进行任意计算，这一功能正好迎合了云环境下人们对数据可用性和隐私性的双重需求，且Gentry在2009年构造出第一个全同态加密方案，让人们看到被称为“密码学界圣杯”的全同态加密接地气的曙光，从而近十年来对全同态加密的研究成为密码学领域的一个热点问题。　　López-Alt，Tromer和Vaikuntanathan在STOC2012构造了第一个多密钥全同态加密(Multi-key Fully Homomorphic Encryption，MFHE，相比于只能同态计算相同密钥对应密文的全同态加密，多密钥全同态加密能同态计算不同密钥对应的密文）方案，Gentry,Sahai和Waters在CRYPTO2013首次成功构造了身份全同态加密(Identity-based Fully Homomorphic Encryption，IBFHE，全同态加密的身份加密变种)方案，开启了全同态加密功能方面的研究，Clear和McGoldrick在CRYPTO2015上将多密钥与身份加密结合，构造了第一个多身份全同态加密(Multi-identity Identity-based Fully Homomorphic Encryption，MIBFHE，多密钥全同态加密的身份加密变种)方案。本文不仅考虑全同态加密与多密钥和身份加密的结合，还考虑全同态加密与标签加密的结合——（多）标签全同态加密（(Multi-tag)Tag-basedFully Homomorphic Encryption，(M)TBFHE)，具体包括以下三个方面:　　1.标准模型下安全的多身份全同态加密方案。虽然Clear和McGoldrick在CRYPTO2015构造了第一个多身份全同态加密方案，但是该方案只能在随机谕言机模型下可证明安全，且在同态计算时利用了一项复杂的密文扩展技术。本文研究了Mukherjee和Wichs在EUROCRYPT2016构造多密钥全同态加密方案所用的更简洁自然的密文扩展技术，首先设计了一个适用于该技术的、标准模型下可证明安全的身份加密(Identity-based Encryption，IBE)方案，然后利用Gentry,Sahai和Waters在CRYPTO2013构造身份全同态加密方案的近似特征向量方法、Mukherjee和Wichs的密文扩展技术，得到了第一个标准模型下可证明安全的单跳多身份全同态加密方案（单跳是指同态计算的结果密文不能参加有新用户加入的同态计算）.另外，本文应用已构造的单跳多身份全同态加密方案，结合多身份的bootstrapping技术（核心是同态解密），构造了一个短密文的、全动态的多身份全同态加密方案（全动态是指任意多个用户可随时参与同态计算）.　　2.短密文的、紧致的多身份全同态加密方案构造框架。本文设计了一个仅用多密钥全同态加密方案构造多身份全同态加密方案的框架，该框架的密文即所用多密钥全同态加密方案的密文、紧致性与所用多密钥全同态加密方案的相同。在此之前，Canetti等人在PKC2017给出了一个利用多密钥全同态加密方案和身份加密方案构造多身份全同态加密方案的框架，但是该框架的密文规模较大，且其同态计算的结果密文规模与输入密文数和所用多密钥全同态方案的结果密文规模线性相关，而对于已有的多密钥全同态加密方案，其同态计算的结果密文与不同的身份标识数线性相关，故其所构造的多身份全同态加密方案的紧致性变弱。另外，用Brakerski和Perlman在CRYPTO2016的全动态多密钥全同态加密方案去实例化这两个框架(Canetti等人的框架还需要一个身份加密方案)，所得多身份全同态加密方案的密文规模分别为O(n logq)，O(n5(log q)5).　　3.格上高效的标签加密方案。为了进一步研究（多）标签全同态加密（(M)TBFHE)，本文首先研究格上的标签加密(Tag-based Encryption，TBE).Sun等人在INSCRYPT2015上构造了一个基于非标准带错学习(Learning With Errors，LWE)假设的、选择性安全的标签加密方案，本文基于q元整数格上的两个重要问题——原像抽取问题和LWE求逆问题，构造了两个基于标准LWE假设的、适应性安全的标签加密方案，与Sun等人的方案相比，本文所构造方案的模数更小、安全性更强、基于的格假设更弱。

关键词：密码学全同态加密密文扩展安全性分析

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关于RSA的模拟

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西安电子科技大学学报 2002年第4期29卷 518-521页

作者：张斌白恩健肖国镇西安电子科技大学信息保密研究所陕西西安710071

基于Fp 上多项式的性质 ,改进了曹珍富文中提出的模拟RSA型公钥密码体制 ,通过适当选取参数 ,解决了其中存在的密文扩展问题 .讨论了改进后体制的安全性 ,并给出了一个RSA的新模拟。

关键词： RSA 安全性有限域上的多项式公钥密码体制密文扩展

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