广义分布式不经意传输协议

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不经意传输(OT)允许通信双方以不经意的方式传送消息,最终使接收方获得发送方的某些消息并保护接收方的隐私不被发送方获取。在密码学中,不经意传输协议是一个非常重要的基本原语,可以作为基本组件构造其它多种密码协议,比如用于构造更加高级的安全多方计算、零知识证明和比特承诺等协议[1,2]。同时,不经意传输也可以作为有效保护用户隐私的重要手段,因此广泛应用于电子商务和电子政务等在线服务中。典型的不经意传输协议基本上通过公钥系统构建,并且大多数基于数论上的某些难题构造,如离散对数和大数分解问题,因此可以很好地保障协议的安全性。  不经意传输协议的典型样式有OT,21 OT和1 OT,其中,后一种协议分别是n t前一种协议的自然扩展。随着研究的发展,出现了更加一般化的不经意传输协议,即广义不经意传输。前三种典型不经意传输只是广义不经意传输的特例,因此广义不经意传输具有更广泛的应用价值。基本不经意传输协议仅仅包含一个消息发送方和一个接收方,当消息发送方离线时,传输服务不可达,而当发送方被攻击时,所有消息势必会暴露。因此,分布式的不经意传输协议应运而生。不经意传输的分布式模型将发送方的角色分发给多个服务器,发送方可以保持离线状态,只要接收者与一定数目的服务器通信即可实现协议的目标。多于一定数目的服务器联合攻击才可能会泄露消息的信息以及接收者的隐私。研究者们构造了几种典型不经意传输的分布式模型,而广义不经意传输的分布式模型至今还没有提出。n  本文首次讨论了构建广义不经意传输的分布式模型的可能性。首先详细研究了目前存在的几种分布式不经意传输模型的构造方法,然后应用广义秘密共享模型构造了两个不同的广义分布式不经意传输协议,文章的主要工作和创新分为如下三点:  ①本文研究了几种典型不经意传输的分布式模型。详细分析了它们的构建方法和安全属性。首次研究了广义不经意传输协议分布式结构的可行性。分布式n取1不经意传输协议DOT和n取t不经意传输协议n1 DOT均可以基于门限秘密共享n t模型构建,同时,n取t不经意传输协议可以多次调用n取1的协议实现。由此文章分析了将n取1协议应用到广义分布式不经意传输模型的可能性。  ②构建了广义分布式不经意传输的基本模型并定义了协议的安全属性。广义不经意传输协议可以基于广义秘密共享实现。文章首次提出了两个不同的基于广义秘密共享模型的分布式广义不经意传输协议。第一个协议基于n取t分布式不经意传输模型构造。第二个协议基于多次调用2取1不经意传输协议实现。发送方对所持消息的检索限制分别由基于不同接入结构的两个的秘密共享模型实现。针对提出的两个不同协议,详细分析了发送方的安全属性,接收方的隐私以及整个协议的抗攻击能力。  ③另外,文章分析了两种协议的安全属性和效率问题,并对提出的两个分布式协议进行对比。分析结果证明,两个协议在实际应用中无条件安全且效率很高,两个协议相辅相成。
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