应用同态加密的随机应答系统的设计和实现

【摘要】社会发展越来越快,人民的物质生活不断改善,精神生活也越来越丰富多彩,自主意识也变得愈加强烈,对于涉及隐私的社会调查也会愈加的排斥。但是因为有些社会调查的结果对社会管理有着莫大的参考价值,无论是出于公众利益还是学术研究的考虑,涉及隐私的社会调查还是很有必要的。这种社会调查就是在统计调查中经常遇到的一类“敏感性问题”,即调查问题涉及调查对象的隐私或个人利益,例如是否有吸毒、婚外情或某种不为人知的癖好等。对于这种调查,调查对象可能认为这项调查太不礼貌而拒绝回答,也有可能出于某种考虑而做出与实际情况不一致的回答。在这样的情况下,若采用一般的调查方法就无法保护调查对象的隐私,也就无法获取真实的调查结果。这类问题成为社会调查中的难题。针对这种情况,基于网络平台,本文提出了一种较为理想的解决方案,即应用同态加密的随机应答协议：RandomizedResponseProtocolBasedonHomomorphism(下文皆简称为RRPBH)。此方案在保护调查对象隐私的情况下,可以十分有效的计算出所有被调查者答案的统计和。本文的主要内容和特色如下：一、针对性的随机调查本文中所提到的随机调查是针对二项选择的敏感性问题的调查,即所调查的敏感性问题都是只有是或否两个答案。在调查中分别用1和0来代表。二、基于Paillier加密体制的应用Paillier加密体制具有加法同态的良好性质。同态加密是根据计算复杂性理论这一难题而发展衍生的密码学技术。数据经过同态加密后,进行处理得到的输出,将此输出进行同态解密,得到的结果与用同一方法处理未加密的原始数据得到的结果是一样的。将这一良好性质应用在协议中：将经过同态加密后的数据进行相加,计算结果经过解密之后,与原始数据进行相同加法的计算结果是一样的。Paillier加密体制在加法上的同态性质是RRPBH运行最重要的支柱技术,是保证调查结果准确率的最关键因素。三、对数据安全的有效保障在RRPBH中,调查者需要传递诸多的数据信息给调查对象。与此同时,调查对象之间也要依据某种特定的顺序来传递这些信息。在信息传输的过程中,为了防止信息在传递过程中被参与者恶意篡改,协议规定,调查者要在传递的数据上进行数字签名,并发送自己数字签名的公钥。通过这种方式,对于来自调查者的数据,每个调查对象都能够对其进行验证,一旦发现被篡改,就可以停止参与调查。这样一来,信息的安全可以得到有效地保障。
【作者】曹坤美；
【导师】刘君强；
【作者基本信息】浙江工商大学，通信与信息系统，2014，硕士
【关键词】Paillier加密体制；随机应答技术；数字签名；隐私保护；二项选择调查；

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