云计算环境中面向密文计算的同态加密方法研究

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4、的程度也越来越高，伴随而来的是每天所产生的各种海量数据，并且数据量以指数级数在急速膨胀。云计算的出现不仅给大数据的存储提供了一个很好的解决方案，也给大数据的搜索和计算带来了新的可能性。云环境是由大量的计算节点组成的集群，不仅可以利用云来存储海量数据，还可以利用集群并行的特性和各个节点的计算能力来处理这些数据。在这些海量的数据中，不可避免地会包含用户的隐私信息。数据隐私是指不愿意被外部世界知晓的敏感数据或者数据所表征的特性。数据在存储、搜索和计算这三个过程中最容易被泄露和窃取。所以，数据隐私保护也是大数据面临的急需解决的难题，是信息安全领域的重点研究课题之一。本文从云计算处理性能和数据安全的需

5、求出发，分析了同态加密算法的特性，并基于Hadoop云平台实现了加密算法的并行处理。本文研究的方向主要是具有同态性质的加密算法，在经典的公钥加密算法中选取了具有乘法同态的RSA算法，同时改进了一个基于整数的同态加密算法。本论文根据云计算分布式的特点，并结合同态加密和Hadoop环境下MapReduce并行框架，对两种加密算法设计了基于MapReduce计算框架的并行同态加密方案。文中实现了具体的并行同态加密算法，并对方案的安全性和正确性进行了理论分析。同时，在16个核的计算集群中进行实验，数据加密的加速比可以达到13。实验结果表明，基于MapReduce的同态加密方案可以有效地减少数据的加密

6、时间，为面向实时的应用提供手段。关键词:云计算，Hadoop平台，同态加密，并行计算IAbstractWiththedevelopmentofcomputerandnetworktechnology,thedigitizedlevelofinformationisbecomingincreasinglyhigher,whichbringsaboutvarietiesofdataandamountsofdatathatisincreasingexponentially.Theemergenceofcloudcomputingnotonlyprovidesablueprintforbigdata

7、storage,butalsomakessearchingandcaculatingonbigdatapossible.Asisknowntousallthatcloudcomputingiscomposedofamountsofcomputingnodes,whichmakesitpossibletostoremassdataandcaculatecomplexjobsparallellyindiffere