Спосiб гомоморфного шифрування даних на основі HElib для вебдодатків
Вантажиться...
Дата
2020-12
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Актуальність теми
Наразі багато аспектів повсякденного життя все більше пов’язані з інформаційно-комунікаційними системами та сервісами, які повинні забезпечувати надійність обробки, зберігання та передачі даних. Обов’язковою частиною системного програмного забезпечення стали засоби криптографічних перетворень. Користувачі комп’ютерних систем і мереж можуть використовувати шифрування та розшифрування даних фактично без глибоких знань в області криптографії.
Одним із шляхів вирішення вказаної проблеми є використання механізму гомоморфного шифрування.
На сьогодні існує чимало алгоритмів гомоморфного шифрування, але вони не є достатньо ефективними для практичного застосування.
Оптимізація значень параметрів, при яких гомоморфне шифрування забезпечить необхідні криптографічні перетворення даних користувача, зберігаючи їх конфіденційність, є основою способу шифрування даних на базі HElib, що дозволяє керувати параметрами для кожного окремого випадку передачі інформації. Даний підхід сприяє подальшому розвитку механізму гомоморфного шифрування.
Мета і задачі дослідження
Розробка способу зручного використання та налаштування параметрів алгоритму гомоморфного шифрування даних на основі бібліотеки HElib з застосуванням коефіцієнту пріоритетності, який дозволяє оптимізувати процес шифрування і надає можливість користувачу вибирати між швидкодією та крипостійкістю.
Об'єкт дослідження – процеси шифрування, параметри та алгоритми шифрування на основі бібліотеки HElib.
Предмет дослідження – способи підвищення ефективності гомоморфного шифрування за рахунок оптимізації параметрів алгоритмів шифрування даних на основі бібліотеки HElib .
Методи дослідження
Математичне та програмне моделювання, емпіричний та порівняльний аналіз.
Наукова новизна
1. Обґрунтовано використання гомоморфного шифрування, алгоритмів та параметрів бібліотеки HElib для забезпечувати надійність обробки, зберігання та передачі даних.
2. Проведено аналіз впливу значень параметрів схеми гомоморфного шифрування на основні характеристики, такі як швидкодія та крипостійкість.
3. Запропоновано коефіцієнт пріоритетності, що дозволяє оптимізувати процес шифрування.
4. Розроблено спосіб зручного використання та налаштування параметрів алгоритму гомоморфного шифрування даних на основі бібліотеки HElib з застосуванням коефіцієнту, який дозволяє надає можливість користувачу вибирати між швидкодією та крипостійкістю.
Практична цінність одержаних результатів полягає в тому, що розроблений спосіб шифрування забезпечує зменшення навантаження на сервери й не витрачає час на шифрування даних, які цього не потребують.
Структура та обсяг дисертації.
Магістерська дисертація складається з чотирьох розділів.
Для вирішення поставленої задачі у першому розділі атестаційної роботи проведено аналіз сучасних криптографічних методів та їх можливості. Окреслено переваги та недоліки кожного з методів. Досліджено поняття гомоморфізму та гомоморфного шифрування, проаналізовано розвиток схем гомоморфного шифрування, техніки, що у них використовуються та їх особливості.
У другому розділі роботи визначено основні математичні поняття, на яких базується схема гомоморфного шифрування, що використовується у бібліотеці HElib, визначено основні алгоритми бібліотеки та її структуру.
У третьому розділі з-поміж розглядуваних середовищ для розробки було обрано Python Django для реалізації серверної частини вебдодатку. Описана логіка взаємодії серверу та програми шифрування даних. Для реалізації способу керування параметрами системи був створений коефіцієнт, зміна якого впливає на результати шифрування.
У четвертому розділі наведено порівняння швидкості роботи звичайного серверу з однаковими параметрами в алгоритмі шифрування для кожного повідомлення та системи з розробленим способом керування цими параметрами в залежності від пріоритету користувача.
Опис
Ключові слова
способи шифрування, гомоморфне шифрування, відкритий ключ, закритий ключ, швидкодія алгоритму, крипостійкість, параметри алгоритму, encryption methods, homomorphic encryption, public key, private key, algorithm performance, cryptoresistance, algorithm parameters
Бібліографічний опис
Булах, О. В. Спосiб гомоморфного шифрування даних на основі HElib для вебдодатків : магістерська дис. : 123 Комп’ютерна інженерія / Булах Олександр Віталійович. – Київ, 2020. – 88 с.