随着物联网设备在人类生活生产上的广泛普及和应用,个人数据隐私的安全性问题愈发地受到关注。物联网设备通常涉及到与用户个人信息的交互,因此对数据安全性的保护显得尤为重要。通常来说,研究者可以选择将广泛被使用的加密算法在物联网设备上直接应用,然而对算法的直接应用将使得计算资源和存储空间本就不富裕的物联网设备在完成自身本职任务时更容易面临资源有限的困难。安全云外包方案为解决这一问题带来了新思路,通过将物联网设备上的计算任务外包到云服务器端,有效地加快了计算的过程。模幂操作是物联网设备中加密算法常涉及到的运算操作,而模幂运算的特点也决定了设计其并行化方案能够带来较大的计算效率提升。现有的安全云外包方案在计算时间和物联网相关应用上的研究仍然存在瓶颈,因此,本文主要研究并设计了一个并行化模幂运算安全云外包的高效数据加密方案Epsoo ME,除此之外,本文针对于RSA加密算法和Paillier加密算法,进一步设计了相对应的并行化安全云外包方案。具体而言,本文主要工作如下:1.设计了一个基于并行化模幂运算安全云外包的高效数据加密方案。本文基于单一不可信云服务器的假设,针对现有方案在计算时间上的局限性,提出了Epsoo ME,一个基于并行化设计的模幂运算安全云外包方案,随后本文分析了该方案的时间复杂度。通过将本文方案Epsoo ME与原始方案模拟实验结果的数据对比,证实了本文方案的优越性。基于512-4096位数据的实验结果表明,与先前的方案相比较,本文提出的设计方案具有更好的可伸缩性和更短的时间开销,且在实验中,对于1024位以上的参数,本文方案有更加明显的优越性。2.针对应用于物联网设备上的加密方法,即RSA加密算法和Paillier加密算法,本文分别设计了基于两个加密算法并行化安全云外包方案。通过对方案安全性的评估,本文发现基于RSA加密算法的并行化安全云外包方案具有一定的局限性,通过设计基于Paillier加密算法的并行化安全云外包方案,弥补了这一缺陷,达到了物联网设备对加密的安全性和高效性的要求。实验结果表明,相较于原方案,基于Paillier加密算法的并行化安全云外包方案在时间性能上有较大提升。