基于同态加密的金融数据安全共享方案研究及实现

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:nixijiunianzhi
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在当前新兴金融产业尚未健全监管和征信体系的环境下,金融机构在客户信用风险评估方面缺乏全面有效的数据,为机构甚至金融业带来了较大的风险。数据共享是解决上述问题的有力途经,传统的金融数据共享通过数据交易的方式或通过收集并整合各机构客户数据的方式来为机构提供多源客户信用数据,但是机构核心数据易被泄露成为了上述共享模式的瓶颈,导致金融机构间的“数据孤岛”现状难以消除。密码学中的同态加密技术可以使数据在被加密的情况下进行计算,很好地契合了金融机构对于数据共享的需求。同态加密可在防止数据泄露的条件下实现多方数据源协同计算,为隐私保护下的数据共享提供了保障。本文首先分析了现有的金融数据共享模式存在的问题,将同态加密技术引入金融数据共享中,并结合数字签名技术,从结构、流程和算法三个方面对金融数据安全共享方案进行了设计。在结构上,有金融机构、金融认证中心、金融密钥管理中心和信贷数据统计中心四个实体;在流程上,对金融数据共享的具体实施流程进行了详细描述;在算法上,对同态加密算法进行了改进,将加密数据范围从整数扩展到有理数,并对算法在金融数据共享中的应用进行了设计。其次,本文对多种同态加密算法的效率与算法参数、数据体量及数字位数之间的变化关系进行实验研究,得到了一般性规律。同时将多种同态加密算法的效率进行了对比分析,实验结果表明Paillier算法的整体性能最佳,可以较好地满足金融数据共享场景下的需求。最后,本文进行了金融数据安全共享方案的实现,设计并完成了基于Paillier的金融数据安全共享系统,对系统总体架构、主要模块及数据库的设计进行了详细的介绍。系统采用B/S结构,使用My SQL数据库,建立在TCP/IP网络上。对系统的测试结果表明,系统具有较高的完备性。从功能性需求上,系统实现了登录、身份验证、组队、密钥生成、数据录入、同态计算和结果查询等主要功能;从非功能性需求上,系统满足了界面交互性、可扩展性、系统数据安全性。同时证明了系统满足方案中数据有效性、数据保密性、结果正确性、平台独立性和高效性的预期设计目标。
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