公有数据上的高效隐私保护外包计算:EPOC框架与SHED加密

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本文主要探讨了公开数据上的高效隐私保护外包计算(Efficient Privacy-Preserving Outsourced Computation, EPOC),这是一种新兴的研究领域,特别是在云计算背景下,如何确保用户在将数据和计算任务委托给云服务的同时,能够有效地保护函数及其结果的隐私性。作者Ximeng Liu、Baodong Qin、Robert H. Deng和Yingjiu Li提出了EPOC框架,旨在平衡隐私保护程度和性能需求。 EPOC框架的核心是Switchable Homomorphic Encryption with Partial Decryption (SHED)加密系统,它允许对多维度的公共数据进行计算而无需完全暴露原始数据。SHED的特点在于提供了灵活的加密处理能力,使得数据能够在保持部分解密功能的同时,保护数据的隐私。 为了优化通信效率和降低计算复杂度,文章引入了两种编码技术。首先,Message Pre-coding Technique通过对加密消息进行预处理,提高了加密数据的处理效率。其次,Message Extending and Coding Technique针对复合订单群中的加密信息,设计了一种扩展和编码策略,进一步提升了计算的性能。 此外,文中还提出了Secure Exponent Calculation Protocol with Public Base (SEPB),作为EPOC框架内的关键子协议。SEPB负责执行安全的指数运算,确保在保护隐私的同时,可以顺利完成计算任务。 安全性分析表明,EPOC实现了对公开数据的高效且隐私保护的外包计算目标。它通过巧妙地结合高级加密技术和有效的编码策略,使得用户可以在享受云计算便利的同时,有效保障个人数据的隐私不受侵犯。这种创新的方法对于数据密集型应用,如大数据分析和人工智能,具有重要意义,有助于推动隐私保护与云计算之间的和谐发展。