一些基于私有信息保护的计算几何问题研究

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多方保密计算是近几年国际密码学界的一个研究热点。它的应用范围很广,比如数据挖掘、科学计算、数据库利用等等,已成为密码学领域里一个极端重要的工具,计算领域里一个必不可少的组成部分。虽然一般的多方保密计算问题在理论上可解,但是理论解决方案可能因为效率或计算量的问题而在实际上并不可行,具体问题需要研究具体的解决方案。因此,研究各种各样的具有实际应用背景的多方保密计算问题以及他们的解决方案成为人们热衷于研究的问题之一。由于大量应用领域提供了特有的几何问题,对于这些问题必须建立有效的算法,它们是计算几何的基础。这些问题包括欧几里得巡回售货员问题、最小生成树问题、线性规划问题等等。基于凸包的问题已研究得很多,并且已经有很多成熟的解决方案,但是,在保护私有信息前提下的一些凸包问题还在研究探索中。保密的计算几何问题是多方保密计算中的一个新的研究领域,是一类特殊的安全多方计算问题,虽然目前该问题已经有一些理论上的通用解决办法,但是在实际的计算效率上是不可行的,需要特殊的办法。目前国际上对这类问题的研究尚在起步阶段,研究高效实用的安全多方计算协议成为人们致力于研究的热门课题之一。本文所讨论的问题是基于私有信息保护的计算几何基本问题,重点在于问题的发现和解决方法,而不仅仅是解决了什么问题。将多方保密计算应用于计算几何中解决的两个问题:一个是保护私有信息的凸多边形相似判定问题,这是一个特殊的安全多方计算问题。秘密判定两组数据是否相等、是否对应成比例是安全多方计算的基本问题,通过利用相应的比较相等协议和点积协议,以及两组数据对应成比例的判定协议,解决了在保护私有信息的前提下如何判定两个凸多边形是否相似的问题。另一个是在保护私有信息的前提下由两个保密点确定一条直线的问题。凸包算法是计算几何中的基本算法,但两保密点集如何确定一个大的凸包是一个特殊的计算几何问题,也是一个特殊的安全多方计算问题。通过利用秘密判定两线段相交协议、比较相等协议以及OT_m~1茫然传送的思想,提出了一个基于私有信息保护的两保密点确定一条直线的协议。基于该协议,提出了一个在保护私有信息的i矿提下寻求平面点集凸包的解决方案。最后,对本文的研究工作进行了总结,并指出了多方保密计算在计算几何领域进一步还要研究的问题。
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