摘要：大數(shù)據(jù)時代下，人們信息的安全性經(jīng)常受到威脅，人們對隱私保護的需求加深。本文介紹了大數(shù)據(jù)隱私保護密碼的關(guān)鍵技術(shù)。同時，結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)的特點，探討了大數(shù)據(jù)隱私保護密碼技術(shù)在實際中的應(yīng)用，加強群眾對相關(guān)技術(shù)的認知和相關(guān)領(lǐng)域研究的重視程度。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)；隱私保護；密碼技術(shù)

前言：

大數(shù)據(jù)是一種針對于全體數(shù)據(jù)收集，分析事物相關(guān)性的信息新興技術(shù)。大數(shù)據(jù)時代的數(shù)據(jù)分析不再依賴于某一隨機樣本，也不再追求事物間的因果關(guān)系。大數(shù)據(jù)技術(shù)帶來信息交流的同時，還加大了信息泄露的風險，降低人們隱私的安全性?；诖耍髷?shù)據(jù)隱私保護密碼技術(shù)的研究是十分重要的。

一.大數(shù)據(jù)隱私保護密碼的關(guān)鍵技術(shù)

（一）存儲方面重要協(xié)議

為了實現(xiàn)群體數(shù)據(jù)保存和分析的能力，大數(shù)據(jù)的存儲方面受到人們重視。目前，很多存儲協(xié)議的制定保證了數(shù)據(jù)的安全和完整。大數(shù)據(jù)存儲協(xié)議的核心算法主要包括系統(tǒng)建立算法、挑戰(zhàn)應(yīng)答算法和驗證算法。系統(tǒng)建立算法主要負責將原本大量數(shù)據(jù)進行分塊處理，并標上相應(yīng)標簽。系統(tǒng)建立算法是維持存儲穩(wěn)定的基礎(chǔ)。挑戰(zhàn)應(yīng)答算法是協(xié)議中的主要部分，主要負責在需要驗證的時候通知機構(gòu)隨機發(fā)送挑戰(zhàn)驗證。驗證算法則是驗證用戶回復(fù)的正確性。驗證算法和挑戰(zhàn)應(yīng)答算法相輔相成，能夠有效的保護大數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)的安全性。

（二）對稱加密算法

對稱加密算法是由研究人員在對SWPOO算法不斷優(yōu)化改進的基礎(chǔ)上，設(shè)計出的一種全新的可搜索式的隱私加密技術(shù)。對稱加密算法將黑客攻擊問題納入考慮范圍，當出現(xiàn)黑客攻擊情況時，算法會及時將云端數(shù)據(jù)刪除，保護用戶隱私。對稱加密算法的研究增強了人們在明文和密文順序上的協(xié)調(diào)感，保障了云服務(wù)對信息的保護[1]。對稱加密算法還能夠簡單梳理用戶提出的搜索請求，但是這種搜索僅限于單一密文搜索。對稱加密算法的服務(wù)相對簡單，難以進行區(qū)間和關(guān)聯(lián)詞復(fù)雜搜索類的操作。而且系統(tǒng)私密保護的進行需要建立在人們主動輸入的行為上，并且算法本身的安全性難以證明。

（三）公鑰加密算法

公鑰加密算法是一種被公認為高效率的大數(shù)據(jù)隱私加密方案。公鑰加密算法保證了對明文和公鑰的確定性加密，相比于對稱加密算法，具有更精準的加密處理。公鑰加密算法需要所加密數(shù)據(jù)保持個體獨立性，從根本上說，整體安全模型較弱。為了實際上保證用戶數(shù)據(jù)的安全，相關(guān)研究進而提出了額外輸出的加密方案。這種加密方案主要分為保障用戶數(shù)量眾多下的信息安全和保障不可分區(qū)的子群的信息安全。同時對公鑰加密算法進行升級，擴大其搜索范圍，增大數(shù)據(jù)存儲量。兩者形式的結(jié)合不僅使公鑰加密算法擁有任意提取連接詞的查詢、關(guān)鍵詞比較和詞匯組合等搜索，還進一步提高了算法對信息的保護，增強隱私保護能力。

二.大數(shù)據(jù)隱私保護密碼技術(shù)的實際應(yīng)用

（一）同態(tài)加密方案

同態(tài)加密方案是通過數(shù)學(xué)基因分解、離散和對數(shù)等問題提出的大數(shù)據(jù)隱私保護密碼技術(shù)。同態(tài)加密方案在密碼翻譯和編輯方面的效率很高，能夠大大提升算法效率。但是同態(tài)加密方案擁有兩方面的缺點：一方面是同態(tài)加密方案只針對密文進行有效操作，所以密碼強度相對簡單，難以滿足用戶需求。同態(tài)加密方案只存在對密文的加法和懲罰兩種形式操作，對相對復(fù)雜的密碼只能直接進行二次函數(shù)分析。大數(shù)據(jù)用戶存儲信息龐大，隱私信息較多，保護需求較強，同態(tài)加密方案很難達到要求。另一方面，同態(tài)加密方案的發(fā)展十分受限，在科技不斷更新的時代很難持續(xù)性運營。同態(tài)加密方案在大數(shù)據(jù)信息隱私保護方面應(yīng)用比較受限，不能完成量子時代的信息保護。研究人員針對其缺點，對同態(tài)加密方案進行不斷革新和升級，提出了完全同態(tài)加密方案。相比于同態(tài)加密方案，完全同態(tài)加密方案允許了重復(fù)性操作的存在，并且提升了量子時代信息保護能力。完全同態(tài)加密方案為大數(shù)據(jù)信息創(chuàng)造了更大的空間和時間，為用戶創(chuàng)造了新的需求，為大數(shù)據(jù)時代隱私密碼技術(shù)發(fā)展提供了新的思路。

（二）中國剩余定理

研究人員在對完全同態(tài)加密方案的升級過程中，利用中國剩余定理對G09加密方案進行了改進。相比于同態(tài)加密方案，G09需要較多的運行成本。針對于運行成本的問題，研究人員通過將G09可接收消息長度和密文秘鑰的長度減小制定新的加密方案，稱為SV10加密方案。SV10加密方案能夠?qū)Υ髷?shù)據(jù)信息進行打包處理，減少消耗空間，滿足大數(shù)據(jù)隱私保護的需要。SV10在升級過程中還添加了冪次算法和對數(shù)算法，加入了混合乘法和代數(shù)同態(tài)，將時間成本轉(zhuǎn)化為多項式對數(shù)的形式。SV10的升級有效增強了加密方案的效率和質(zhì)量，避免了大數(shù)據(jù)用戶信息隱私遭到破壞。在大數(shù)據(jù)用戶隱私保護密碼技術(shù)中應(yīng)用到中國剩余定理，大大解決了傳統(tǒng)算法時間空間成本高的問題，是一種研究上的創(chuàng)新突破。這一創(chuàng)新加快了加密技術(shù)和方案的研究速度，高效安全的加密陸續(xù)被研發(fā)出來，推進了相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展。

（三）新密鑰生成算法

新密鑰生成算法是在完全同態(tài)加密方案的基礎(chǔ)上，將子集求和問題理想化的加密方案。G09建立完全同態(tài)加密方案安全性的前提條件是完成稀疏子集的求和運算[2]。而新密鑰生成算法將安全性推進到對稀疏子集最優(yōu)最差的運算上，利用LWE和R-LWE算法提升運算效率，加強運算的便捷性。其中LWE和R-LWE算法能夠完成稀疏子集的最困難運算問題，提升了技術(shù)對大數(shù)據(jù)信息隱私的加密能力。但是這種方案需要對稀疏子集進行平均算法，是升級過程的關(guān)鍵問題?；诖?，新密鑰生成算法融入了量子規(guī)范和尺寸不變技術(shù)，將經(jīng)典技術(shù)規(guī)范到理想狀態(tài)，有進一步擴充了密鑰參與空間，解決稀疏子集的平均運算問題。同時，多秘鑰的加入提升了新密鑰生成算法的加密性能和加密效率。相比于傳統(tǒng)隱私加密保護技術(shù)，新密鑰生成算法將安全性規(guī)范到一個非標準假設(shè)上，使自身具有靈活性、實用性和安全性等特點。

（四）MAH-ABPRE大數(shù)據(jù)隱私保護

MAH-ABPRE大數(shù)據(jù)隱私保護是一種基于MAH-ABE和CP-ABPRE兩種技術(shù)算法提出的大數(shù)據(jù)隱私保護方案。其中MAH-ABE 技術(shù)是針對于密鑰策略上的加密技術(shù)，CP-ABPRE技術(shù)主要針對于文本信息。首先，MAH-ABPRE大數(shù)據(jù)隱私保護能夠有效的將大數(shù)據(jù)信息劃分為私人領(lǐng)域和公共領(lǐng)域，減少技術(shù)需要處理的信息量，進而提升信息保護效率。其次，MAH-ABPRE大數(shù)據(jù)隱私保護對公共領(lǐng)域和私人領(lǐng)域分別采取不同的保護算法，有效的將CP-ABPRE技術(shù)和等級多信任制結(jié)合。等級多信任制能夠?qū)⑿畔⑦M行層次劃分，劃分出的子系統(tǒng)依附于主系統(tǒng)密鑰分配管理。CP-ABPRE技術(shù)和等級多信任制結(jié)合能夠幫助方案完成信息的層次化，保證運算的針對性和精準性。采用不同算法能夠提升技術(shù)對隱私信息的敏感度，進而保證數(shù)據(jù)快速分析和運行。最后，MAH-ABPRE大數(shù)據(jù)隱私保護通過降低計算量的方式，降低密鑰的生成時間和運行時間，提升技術(shù)的實際操作性和可持續(xù)性?；诖?，相比于MAH-ABE和CP-ABPRE兩種技術(shù)算法，MAH-ABPRE大數(shù)據(jù)隱私保護具有更好的執(zhí)行效率。

結(jié)論：

綜上所述，大數(shù)據(jù)隱私保護密碼技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)主要包括存儲方面重要協(xié)議、對稱加密算法和公鑰加密算法。大數(shù)據(jù)隱私保護加密技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到同態(tài)加密方案、SV10加密方案、新密鑰生成算法和MAH-ABPRE大數(shù)據(jù)隱私保護等加密實際方案中。

參考文獻：

[1]劉琳琳，高光.大數(shù)據(jù)環(huán)境下個性化檢索中數(shù)據(jù)隱私保護方法[J].信息與電腦（理論版），2018（22）：104-106.

[2]高瑞，李俊，楊睿超.大數(shù)據(jù)安全和隱私保護技術(shù)架構(gòu)研究[J].信息系統(tǒng)工程，2018（10）：78.

作者簡介：張超（1985-），男，籍貫：河北省保定市人，民族：漢，職稱（無）學(xué)歷（碩士研究生）研究方向（計算機應(yīng)用技術(shù)）單位名稱（66350部隊）單位所在省市（河北省保定市）單位郵編（071000）