不经意传输协议的研究与应用--《苏州大学》2010年硕士论文
不经意传输协议的研究与应用
【摘要】：
不经意传输协议(OT)是一种可保护隐私的密码协议,它既可以作为基本组件构造其它安全协议又可以单独应用于电子商务、医疗保健、内容保护等系统中以保护参与者的隐私。因此,提出更加安全、高效地OT方案,有着实际的需要。
首先,本文提出了基于椭圆曲线签名的不经意传输方案(ECDSA -OT),解决了接收者的接入控制问题。虽然大多数的OT协议都是基于因式分解问题的,但考虑到椭圆曲线离散对数问题不存在亚指数时间的求解算法,故ECDSA–OT方案可以使用较小的密钥就能达到同样的安全强度,从而节省了处理时间、降低了通信开销。此外,只有持有第三方签名的接收者才能打开密文,避免了攻击者对消息的窃取。
其次,本文提出了对任意的门限值k都适用的分布式不经意传输方案(DOT)。将OT协议拓展到分布式环境中,解决了计算复杂度高,效率低,带宽消耗高等瓶颈问题。但目前的DOT方案大多都是基于(k, n)门限方案的,如果不能控制接收方R至多得到k个子秘密,那么,即使协议本身是安全的,发送方的安全也无法保障。上述方案有效地避免了对门限值k的限制,保障了发送方的安全。
再次,本文提出了一种基于秘密共享的可验证的DOT方案。在分布式不经意传输中,为了便于安全性分析,通常假定所有的代理服务器都是半可信的,但如果存在恶意的代理服务器,将会导致接收者重构出错误的消息。研究证明,上述方案可以有效地防止恶意的代理服务器通过篡改某个消息的秘密份额而危害接收方的隐私。
最后,本文将DOT协议应用到关联规则挖掘中,提出了带有分布式不经意传输的关联规则挖掘算法,并设计实现了基于该算法的仿真系统。该系统不但避免了集中式关联规则挖掘的弊端,保证了在数据挖掘过程中安全地交互统计信息而不涉及具体隐私细节,而且也打破了常用的DOT方案中接收者一次只能获取一条消息的局限性。
【关键词】：
【学位授予单位】：苏州大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2010【分类号】：TN918.1【目录】：
中文摘要4-5
Abstract5-10
第一章 绪论10-17
1.1 研究背景11
1.2 基本要求11-12
1.3 国内外研究现状12-15
1.3.1 典型的OT 协议12-13
1.3.2 具有特定功能的OT 协议13-15
1.4 研究内容15
1.5 本文组织结构15-17
第二章 基础知识17-28
2.1 数学背景17-20
2.1.1 有限域17
2.1.2 素数的产生与判定17-18
2.1.3 数学难题18-19
2.1.4 散列函数19
2.1.5 密码学假设19-20
2.2 密码学算法20-22
2.2.1 椭圆曲线(ECC)加密算法20-21
2.2.2 ElGamal 算法21-22
2.2.3 Paillier 同态加密算法22
2.3 数字签名22-23
2.4 信息熵23-24
2.4.1 信息熵的概念23-24
2.4.2 信息熵的性质24
2.5 不经意传输协议的基本知识24-27
2.6 本章小结27-28
第三章 基于ECC 签名的接入控制的OT 方案28-36
3.1 问题的提出28
3.2 不经意传输中的授权问题28-29
3.3 准备工作29-31
3.3.1 不经意电子信封(OSBE)协议29-30
3.3.2 椭圆曲线数字签名方案30-31
3.4 基于ECC 签名的不经意传输方案31-32
3.5 安全性分析32-34
3.6 本章小结34-36
第四章 对任意门限值k 都适用的DOT 方案36-45
4.1 分布式环境介绍36-38
4.1.1 分布式计算的概念36
4.1.2 分布式计算的发展36-37
4.1.3 分布式不经意传输协议研究现状37-38
4.2 模型介绍及已有方案存在的问题38-39
4.2.1 分布式不经意传输协议模型38-39
4.2.2 存在的问题39
4.3 相关参数说明39-41
4.4 对于任意的门限值 k 都适用的 ( k ,m)- DOT_n~1方案41-42
4.5 性能分析42-43
4.5.1 安全性分析42-43
4.5.2 通信代价及效率分析43
4.6 本章小结43-45
第五章 N 取1 的可验证DOT 方案45-52
5.1 问题的提出45-46
5.2 方案的理论基础46-47
5.2.1 改进的ElGamal 加密方案46
5.2.2 可验证的秘密共享方案46-47
5.3 N 取1 的可验证分布式不经意传输方案47-48
5.4 安全性分析48-51
5.5 本章小结51-52
第六章 分布式不经意传输协议在数据挖掘中的应用52-71
6.1 问题引出52-53
6.2 关联规则简介53-54
6.3 算法描述及实现54-56
6.3.1 (k,m) - DOT_n~r 方案54
6.3.2 (k,m)- DOT_n~r - ARDM 算法描述54-56
6.4 仿真实验与结果分析56-70
6.4.1 仿真环境56
6.4.2 仿真系统总体设计56-58
6.4.3 具体模块设计58-63
6.4.4 实验数据分析63-64
6.4.5 算法评价64-65
6.4.6 核心代码65-70
6.5 本章小结70-71
第七章 总结与展望71-74
7.1 总结71-72
7.2 展望72-74
参考文献74-80
攻读硕士学位期间发表的论文80-81
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