论文部分内容阅读
安全多方计算是指在互不信任的网络中,用户之间(两个或多个)P1,P2,...,Pn共同合作计算某个约定的函数f(x1,x2,...,xn)==(y1,y2,...yn),要求参与者Pi提供的输入χi对其他参与者保密,且计算结束后每个参与者仅得到自己的输出yi。安全多方计算是一种分布式计算协议,使得用户能够在不泄露各自隐私的情况下完成计算任务电子拍卖与电子投票是安全多方计算的典型应用案例,为了保护参与者的隐私,实现安全、公平的电子拍卖与电子投票,需要利用密码学工具来构造相关协议。本文结合安全多方计算的相关工具,构造了保护隐私的电子拍卖与电子投票协议。主要创新及研究工作如下(1)无可信第三方的系统架构研究。针对电子拍卖的现状,归纳出由于电子拍卖的安全性主要依赖于拍卖服务器所出现的两个主要问题:对于拍卖行的不信任与投标者不愿意泄露投标价;针对这两个问题,对电子拍卖场景进行了建模,提出了无拍卖行的电子拍卖系统架构及其代理模式并讨论了各模块功能,该架构也同样适用于解决电子投票中用户隐私保护的问题;重点研究了系统架构中的信道模型,为了防止各个投标者之间通过签名中阈下信道传递秘密消息实现共谋,设计了一种无阈下性的ElGamal签名,通过使用该签名方式对提交的数据签名,来消除公共广播信道中的阈下性。(2)保护隐私的电子拍卖协议构造。针对当前互联网流行的逢低买入拍卖机制,基于分布式ElGamal加密的同态引理,在半诚实模型下设计了一个保护隐私的逢低买入拍卖协议,无需拍卖行的参与,由投标者在不泄露各自标价的前提下,共同计算出拍卖结果。然后对该协议进行推广,提出了安全多方计算的一个基本问题:保护隐私的安全区间分布问题,并给出了其解决方案;针对具有可以使资源分配最优的经济学特性的M+1价拍卖,利用门限ElGamal加密的同态引理,在半诚实模型下设计了一个保护隐私的M+1价拍卖协议,无需拍卖行的参与,由投标者在不泄露各自标价的前提下,共同计算出拍卖结果,该协议解决了在揭标阶段,获知自己未中标的投标者断线退出,导致无法揭示支付价格的问题,较以往协议效率也有提高。(3)全隐私的电子投票协议构造。提出了电子投票中“全隐私”的概念,既要考虑保护投票者的隐私也要保护候选者的隐私。由于候选者的得票数同样属于敏感信息,存在被利用的价值,在投票结束后,应仅揭示获胜者的得票数与身份。基于这种需求,本文提出了一个无可信第三方的k--out-of-m的电子投票协议,该协议利用Mix-Match协议来保护落选者的得票数,使得投票者与候选者能够在保护投票者与落选者隐私的前提下,共同计算出投票结果。