公共可验证计算外包模型的研究及其原型实现

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计算外包技术是当今密码学研究的热点技术之一,它的优势在于计算能力较弱的设备(比如手机、上网本等)可以将复杂的计算(比如图像处理、复杂的函数求值等)外包至计算能力较强的设备来进行计算,然后获取计算结果。计算外包需要满足秘密性和可验证性,秘密性指的是输入和输出只能由发起查询一方知道,可验证性指的是发起查询一方有着可以验证返回结果的正确性的能力。在计算外包技术中,查询方与计算方的通信代价和查询方的验证复杂度是衡量计算外包方案好坏的重要指标。本文提出了一个公共可验证计算外包模型,该模型可实现外包计算和公开验证功能。依据文中所提出的该模型,设计了一个具有三个通信实体的公共可验证计算外包协议。在该协议中,查询方与计算方交互通信过程中的数据只包含:请求计算的数值、计算结果以及用来验证结果的证据,这样大大降低了通信代价的开销。论文以多项式函数求值为例,利用双线性配对技术实现了一个公共可验证计算外包方案。计算方在构造证据时依据多项式分解定理思想来构造证据,查询方在验证过程中使用到的双线性配对技术,保证了验证复杂度低于计算方的计算复杂度。最后,论文实现了由源端、服务器端、客户端构成的一个公共可验证计算外包原型系统。并对对所实现的原型系统进行测试,测试表明该系统可以保证客户端接受正确的计算结果、拒绝错误的计算结果,说明本系统实现了公共可验证计算外包,并且对于计算结果的验证具有高可靠性。
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