Регистрация / Вход
Прислать материал

Анализ производительности гомоморфных криптосистем и моделей облачных вычислений

Сведения об участнике
ФИО
Наумов Андрей Дмитриевич
Вуз
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики"
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Информационные технологии и вычислительные системы
Раздел области наук
Информационные технологии
Тема
Анализ производительности гомоморфных криптосистем и моделей облачных вычислений
Резюме
В связи с необходимостью повышения безопасности облачных вычислений становится важным создание эффективных алгоритмов полностью гомоморфного шифрования, позволяющего производить произвольные вычисления над данными без предварительной расшифровки.
Ключевые слова
гомоморфные криптосистемы, облачные вычисления, производительность, криптография
Цели и задачи
Целью данной работы является анализ производительности основных гомоморфных криптосистем и моделей облачных вычислений для дальнейшего их совершенствования и использования.
Введение

Введение. В настоящее время одно из наиболее активных направлений развития информационных технологий – облачные вычисления. Основной причиной такого развития является возможность для компаний и частных лиц снижения расходов на поддержание собственной ИТ-инфраструктуры за счет передачи этой работы провайдеру облачного сервиса. Однако в такой ситуации становятся небезопасными хранение и обработка конфиденциальных данных в облачной инфраструктуре, так как у ее провайдера появляется возможность неконтролируемого доступа к обрабатываемым данным. Единственным решением этой проблемы может служить шифрование всех приватных данных перед передачей в облако.

Методы и материалы

Базовые положения исследования. Гомоморфное шифрование – это криптографическая система, которая позволяет проводить математические операции над зашифрованными данными без их предварительной расшифровки.

Основные системы шифрования и модели, обладающие гомоморфными свойствами:

  • Криптосистема RSA;

  • Криптосистема Эль-Гамаля;

  • Криптосистема Пэйе (англ. Paillier) [1];

  • Модель криптосистемы Крейга Гентри (англ. Craig Gentry) [2], в дальнейшем переросшая в схему BGV (Бракерски-Гентри-Вайкунтанатан, англ. Zvika Brakerski and Craig Gentry and Vinod Vaikuntanathan) [3].
Описание и обсуждение результатов

Промежуточные результаты. Рассмотрено гомоморфное шифрование, как наиболее перспективное направление в области защиты информации при использовании облачных вычислений. К сожалению, гомоморфное шифрование значительно увеличивает требования к вычислительным ресурсам систем облачных вычислений. Через несколько лет или десятилетий, если закон Мура продолжит действовать, инструменты гомоморфной криптографии окажут свое влияние на рынок облачных услуг, и в той или иной степени на облик современных информационных технологий.

Основной результат. Проведен анализ производительности криптосистем RSA, Эль-Гамаля и Пэйе, обладающих одним гомоморфным свойством, и модели криптосистемы Крейга Гентри, обладающей двумя гомоморфными свойствами (умножения и сложения). В ходе анализа выяснилось, что на данный момент модель полностью гомоморфной криптосистемы Крейга Гентри на практике не применима. В то же время, криптосистемы RSA, Эль-Гамаля и Пэйе, обладающие одним гомоморфным свойством могут использоваться в очень узконаправленных областях применений облачных вычислений.

 

Используемые источники
Pascal Paillier. Public-Key Cryptosystems Based on Composite Degree Residuosity Classes (англ.).
Craig Gentry. A fully homomorphic encryption scheme (англ.).
Zvika Brakerski, Craig Gentry, Vinod Vaikuntanathan. Fully Homomorphic Encryption without Bootstrapping (англ.).
Варновский, Н. П. Гомоморфное шифрование.
Бабенко, Л. К. Защищенные вычисления и гомоморфное шифрование.
Information about the project
Surname Name
Naumov Andrey
Project title
Performance analysis of homomorphic cryptosystems and cloud computing models
Summary of the project
In connection with the need to enhance security of cloud computing becomes important to create efficient algorithms for fully homomorphic encryption, allowing to perform arbitrary computations on the data without prior decryption.
Keywords
homomorphic cryptosystem, cloud computing, performance, cryptography