隐私信息共享的秘密集合交集协议研究

In many newtork applications, users are required to share private information in active or passive, while the confidentiality of the sensitive data must be protected at the same time. On the topic of users information sharing with privacy-preserving properties, currently research and industry communities are focusing on how to design specific privacy information set operations. Private set intersection (PSI) protocols are proposed for solving the above problem in practical applications. Among set operations, private set intersections allow the participants who satisfy the requirments can share data through the set intersection, while the data outside the intersection can keep confidential and private. Thus PSI protocols become an important technique for realizing privacy-preserving information sharing. In this proposal, first we focus on the authorized private set intersection protocol based on oblivious signatures, and attemp to design two-party PSI with better performance. By exploiting the specific encoding method for data elements and policies, policy-enhanced PSI protocols will be constructed. Finally, based on the further research on the private information sharing problem in multi-user setting, we will try to design and implement secure and feasible multi-party PSI for group-oriented privacy information sharing.

在许多网络应用中，用户往往一方面需要主动或被动去共享个人信息，另一方面又要保护敏感数据的机密性。在隐私保护的用户信息共享这一课题上，目前学术界和工业界研究的重点在于如何设计保护隐私信息的集合操作方式来实现隐私信息共享。在各种集合操作中，秘密集合交集运算可以使得符合要求的参与方能够计算交集实现信息共享，同时保证交集之外信息的机密性和隐私性。因此秘密集合交集协议成为了实现隐私信息共享的重要技术之一。 本项目首先研究基于不经意签名的授权秘密集合交集协议，尝试设计出复杂度线性优化的两方秘密集合交集协议。随后通过探索集合元素与策略的特定编码方式，构造支持复杂策略的秘密集合交集协议。最后深入研究多用户应用环境下隐私信息共享问题，设计并实现安全高效的多方秘密集合交集协议。

由于互联网应用的隐私安全越来越受到重视，秘密集合交集协议作为敏感信息共享中实现隐私保护的一个非常重要的工具，近几年也得到了广泛的关注。面对不断更新的应用需求，秘密集合交集协议的研究仍面临性能优化及有效构造等问题。在本课题中，项目组的主要研究内容包括：（1）对基于不经意签名的授权秘密集合交集协议及与之密切相关的秘密握手方案展开研究；（2）对秘密集合交集协议设计中支持复杂策略的编码方式及性能优化技术展开研究，包括与之密切相关的基于属性/流程的加密算法等；（3）分析两方或多方秘密集合交集协议应用中的安全攻击模型，包括研究叛徒跟踪、共谋攻击等技术。在基金资助下，项目组在国内外专业学术期刊与会议上发表论文多篇，也尝试将相应成果转化为国家发明专利。由于移动互联网、社交网络和电子商务等领域越来越高的隐私保护需求，本项目的研究成果对信息共享环境下的隐私保护技术的研究具有一定的理论指导和实用化探索的科学意义。