科创中国

行业领域

新一代信息技术产业,信息传输、软件和信息技术服务业

需求背景

随着移动互联网和物联网的快速发展，全球数据呈爆炸式增长，大数据时代已经来临。数据产业作为数字经济的重要组成部分，既需要加强数据安全和个人隐私保护，也需要开放共享打破数据孤岛。如何让已拥有的庞大数据资源，在隐私保护前提下产生更大的价值成为焦点话题。

由于云计算具有按需服务、弹性分配资源与可扩展性，以及提供分析和计算服务等特点，越来越多的用户开始上传数据到云服务中存储和计算，基于云计算的数据处理受到学术界及产业界的广泛关注。但是，由云服务提供商运营的云计算平台不是完全可信，存在内部或外部攻击者，引发数据泄露等安全问题，成为了云计算大规模应用的痛点。在云计算中保护数据隐私最可靠的方法加密后外包。但是，传统的加密算法完全破坏数据可用性，不支持密文查询、计算和分析服务等，限制了云计算服务的原本优势。

针对云环境中数据共享应用、安全管控、融合分析等存在的隐私泄露问题，本项目围绕大数据环境下的密文计算、隐私保护，密文挖掘关键技术展开研究，设计并实现基于密码技术的密文数据处理中台，解决数据在传输、存储、访问、计算、查询等过程中所存在的安全问题，真正实现数据的可信与可用。因而，该项目的研究具有重要意义。

需解决的主要技术难题

针对数据共享应用、安全管控、融合分析过程中存在的隐私泄露问题，本项目围绕大数据环境下的密文计算、隐私保护，密文挖掘等关键技术展开研究，主要研究内容包括： 

（1）多类型数据的安全获取、传输、存储技术

针对文档数据，首先设计一种筛选算法保证数据安全获取，其次，提出一种基于流密码的传输协议实现数据安全传输，在此基础上，基于聚类标签提出一种分级分类存储方案达到数据安全存储的目的；针对二维表数据，基于谓词设计一种过滤算法解决其安全获取问题，基于秘密隧道提出安全传输协议解决传输机密性问题，在此基础上，基于二叉树提出一种分级分类存储方案解决安全存储问题；针对社交网络图结构数据，基于策略规则设计一种校验算法及隐藏向量的传输协议实现数据的安全获取及传输，最后，基于边界距离提出一种子图划分存储方案实现安全存储。项目组针对多类型数据设计通用的数据安全获取、传输、存储技术，在保证数据的完整性、机密性的前提下，实现数据安全的交换与共享，满足大数据共享应用和隐私保护需求。

（2）大规模数据安全管控技术

针对数据访问过程中的隐私泄露问题，提出基于模糊身份的访问控制策略和基于匿名身份的加密认证方案，在此基础上构建支持隐私保护且灵活授权的安全管控模型，实现数据的细粒度访问及安全管控。此外，针对协同及追责应用场景，提出支持撤销的协同访问控制策略及基于属性的追责机制。使得只有合法用户才能访问数据，同时保护用户信息隐私，达到对数据的安全管控及事后追责的目的。

（3）多类型密文数据的计算及关联挖掘技术

针对文档类数据，设计一种基于布尔函数的等值计算方法，并引入聚类索引，提出多群组用户环境下的细粒度安全检索算法和聚合挖掘分析模型；针对二维表数据，构建基于同态密码的密文计算方案，支持密文匹配计算、比较计算、子集查询、统计挖掘、聚合分析等，进一步，基于联邦聚合算法与验证算法，提出数据融合共享的联邦学习模型，实现数据跨行业的安全共享；针对图结构数据，设计一种密态图结构聚合协议，使得参与协议的双方在保证隐私信息的基础上计算图结构聚合结果，同时，提出一种基于距离的密文关联技术，计算各子图及其相应距离，以此为基础设计基于密态图结构的智能挖掘算法。项目组最后将使用java语言设计并实现密文数据处理中台，解决加密数据的共享应用、安全管控、融合分析等问题。

期望实现的主要技术目标

（1）发表核心期刊论文5-10篇；

（2）申请发明专利1-2项；

（3）申请软件著作权4-6项；

（4）开发密文数据计算中台一套；

（5）为各企事业单位提供密文计算解决方案，并提供相应的技术咨询、技术培训、技术支持。

处理进度