發(fā)布時間：2018-06-10 04:52

  本文選題：數(shù)據(jù)安全 + 隱私保護(hù)　； 參考：《中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：信息負(fù)表示是一種新型的信息表示方法,其以數(shù)據(jù)的補(bǔ)集中的信息代替原始數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲,實(shí)現(xiàn)保護(hù)數(shù)據(jù)安全和隱私等目的。負(fù)數(shù)據(jù)庫是信息負(fù)表示的一種存儲形式,其是一種新型的隱私保護(hù)和數(shù)據(jù)安全技術(shù)。對負(fù)數(shù)據(jù)庫求逆并恢復(fù)出原始數(shù)據(jù)已被證明是NP難的。負(fù)數(shù)據(jù)庫具有一些獨(dú)特的優(yōu)勢,例如,其可直接支持部分?jǐn)?shù)據(jù)庫操作和計(jì)算等,這些優(yōu)勢使得負(fù)數(shù)據(jù)庫具有了一定的研究意義。目前,關(guān)于信息負(fù)表示的研究還處于起步階段,其理論基礎(chǔ)還不夠完善,負(fù)數(shù)據(jù)庫的特性還未得到充分的挖掘,其應(yīng)用還有待擴(kuò)展。本文主要研究負(fù)數(shù)據(jù)庫的生成算法,完善負(fù)數(shù)據(jù)庫的理論基礎(chǔ),并擴(kuò)展負(fù)數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用。具體地,本文的主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)有如下幾個方面。(1)提出了K-hidden算法,其能更加細(xì)粒度地控制所生成的負(fù)數(shù)據(jù)庫的難解性(相對于基于局部搜索策略的SAT求解器)。K-hidden算法引入了K-1個概率參數(shù)來生成等價于K-SAT實(shí)例的負(fù)數(shù)據(jù)庫(簡稱為K-NDB),通過這些概率參數(shù)可細(xì)粒度控制負(fù)數(shù)據(jù)庫中不同類型的記錄的生成概率,以控制其難解性。K-hidden算法所生成的負(fù)數(shù)據(jù)庫可比經(jīng)典的q-hidden算法和p-hidden算法所生成的負(fù)數(shù)據(jù)庫更加難解(相對于基于局部搜索策略的SAT求解器)。(2)提出了一種基于負(fù)數(shù)據(jù)庫的動態(tài)密碼認(rèn)證方案。在該方案中,每次執(zhí)行協(xié)議時,用戶和服務(wù)器采用與之前不同的隨機(jī)數(shù),用于生成不同的負(fù)數(shù)據(jù)庫作為動態(tài)認(rèn)證數(shù)據(jù)。該方案通過在注冊階段約定服務(wù)器和用戶之間的密碼和隨機(jī)數(shù)因子,來實(shí)現(xiàn)用戶和服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)同步,以實(shí)現(xiàn)有效的身份認(rèn)證。本文還對該方案的安全性和效率進(jìn)行了分析,展示了其對于消息阻塞是魯棒的,且其擴(kuò)展后可抵抗中間人攻擊。此外,還嘗試規(guī)劃了將基于負(fù)數(shù)據(jù)庫的動態(tài)密碼認(rèn)證體制用于具體應(yīng)用的場景(即企業(yè)管理),展示了其潛在的可用性。(3)提出了一種基于負(fù)數(shù)據(jù)庫的安全多方交集協(xié)議。首先,提出了負(fù)數(shù)據(jù)庫的半同態(tài)性質(zhì)。然后,基于半同態(tài)性質(zhì),提出了基于負(fù)數(shù)據(jù)庫的安全兩方交集協(xié)議,分析了協(xié)議的安全性和效率。最后,提出了擴(kuò)展的安全多方交集協(xié)議。該工作驗(yàn)證了負(fù)數(shù)據(jù)庫可用于安全多方計(jì)算領(lǐng)域。(4)提出了負(fù)虹膜識別的概念和方案。負(fù)虹膜識別是一種基于負(fù)數(shù)據(jù)庫的安全虹膜識別體制,其利用了負(fù)數(shù)據(jù)庫可直接支持海明距離計(jì)算的特性,基于服務(wù)器中的虹膜負(fù)數(shù)據(jù)庫估算實(shí)時虹膜的合法性,可在保護(hù)合法虹膜數(shù)據(jù)的隱私的同時,實(shí)現(xiàn)有效的虹膜識別。本文闡述了負(fù)虹膜識別可支持兩種重要策略,即移位和掩碼,以提升識別性能；對負(fù)虹膜識別的安全性和效率進(jìn)行了分析,展示了負(fù)虹膜識別方案的不可逆性、可撤銷性和可更新性、不可連接性。實(shí)驗(yàn)表明,負(fù)虹膜識別可在經(jīng)典虹膜數(shù)據(jù)庫CASIA-V3.0-Interval上獲得非常不錯的識別效果。(5)提出了實(shí)值負(fù)數(shù)據(jù)庫生成方法,其更易用于基于實(shí)值表示的應(yīng)用場景。首先,將實(shí)值空間離散化為區(qū)間形式,然后,將區(qū)間轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制表示,進(jìn)而將實(shí)值數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)據(jù),再采用一般的二進(jìn)制負(fù)數(shù)據(jù)庫生成算法即可生成負(fù)數(shù)據(jù)庫,所生成的二進(jìn)制負(fù)數(shù)據(jù)庫又可逆變換為實(shí)值表示的負(fù)數(shù)據(jù)庫。本文還證明了從實(shí)值負(fù)數(shù)據(jù)庫求逆得到原始數(shù)據(jù)庫是NP難的,并給出了將實(shí)值負(fù)數(shù)據(jù)庫用于隱私保護(hù)的數(shù)據(jù)發(fā)布的示例。
[Abstract]:The negative database is a kind of new kind of information representation method , which uses the information of the data to replace the original data for storage , so as to realize the purpose of protecting data security and privacy . The negative database is a new kind of privacy protection and data security technology . ( 4 ) The concept and scheme of negative iris recognition are proposed . Negative iris recognition is a kind of safety iris recognition system based on negative database . It uses negative database to directly support the characteristics of Hamming distance calculation . Based on the iris negative database in server , the validity of real - time iris recognition can be realized . It can protect the privacy of legitimate iris data , and realize effective iris recognition .
This paper analyses the safety and efficiency of negative iris recognition . It shows that the negative iris recognition scheme can obtain very good recognition effect on CASIA - V3.0 - Interval of classical iris database .
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP311.13;TP309

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本文編號：2002033