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數(shù)據(jù)安全與隱私計(jì)算基礎(chǔ) 版權(quán)信息
- ISBN：9787302681038
- 條形碼：9787302681038 ; 978-7-302-68103-8
- 裝幀：平裝-膠訂
- 冊(cè)數(shù)：暫無(wú)
- 重量：暫無(wú)
- 所屬分類：>
數(shù)據(jù)安全與隱私計(jì)算基礎(chǔ) 本書(shū)特色
本書(shū)為戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域“十四五”高等教育教材體系建設(shè)團(tuán)隊(duì)——新一代信息技術(shù)（網(wǎng)絡(luò)空間安全）建設(shè)項(xiàng)目。本書(shū)面向本科生，在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和使用的多場(chǎng)景復(fù)雜應(yīng)用現(xiàn)狀下，深入淺出介紹了同態(tài)加密；隱私保護(hù)數(shù)據(jù)發(fā)布；差分隱私；密文查詢；安全多方計(jì)算；密文集合運(yùn)算；隱私保護(hù)機(jī)器學(xué)習(xí)；不經(jīng)意隨機(jī)存取等技術(shù)。有助于本科階段的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)，全面了解數(shù)據(jù)安全涉及領(lǐng)域和應(yīng)用場(chǎng)景及數(shù)據(jù)安全先進(jìn)技術(shù)，適合作為高等院校信息安全、網(wǎng)絡(luò)空間安全等相關(guān)專業(yè)的核心課程教材。
數(shù)據(jù)安全與隱私計(jì)算基礎(chǔ) 內(nèi)容簡(jiǎn)介
"本書(shū)系統(tǒng)地介紹了數(shù)據(jù)安全與隱私計(jì)算涉及的典型密碼技術(shù)、差分隱私、密文查詢、安全多方計(jì)算、聯(lián)邦機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)。全書(shū)共11章: 第1章數(shù)據(jù)安全概述，介紹了數(shù)據(jù)安全相關(guān)的法律法規(guī)；第2章密碼基礎(chǔ)，包括對(duì)稱密碼、公鑰密碼、可證明安全性、通用可組合安全及國(guó)密算法；第3章同態(tài)加密，包括半同態(tài)Paillier方案、類同態(tài)BGN方案、全同態(tài)典型方案及開(kāi)發(fā)框架SEAL；第4章典型密碼原語(yǔ)，包括承諾、零知識(shí)證明、秘密共享、茫然傳輸?shù)葍?nèi)容；第5章隱私保護(hù)的數(shù)據(jù)發(fā)布，包括k匿名模型、數(shù)據(jù)脫敏與溯源、保留格式加密及應(yīng)用等內(nèi)容；第6章差分隱私，包括拉普拉斯機(jī)制、指數(shù)機(jī)制、隨機(jī)響應(yīng)機(jī)制、差分隱私應(yīng)用等內(nèi)容；第7章密文查詢，包括可搜索加密、保留順序加密、頻率隱藏保序加密、密態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)等內(nèi)容；第8章密文集合運(yùn)算，包括基本概念、隱私集合求交運(yùn)算、應(yīng)用實(shí)踐等內(nèi)容；第9章安全多方計(jì)算，包括布爾電路、電路優(yōu)化、算術(shù)電路、ABY框架及應(yīng)用實(shí)踐等內(nèi)容；第10章不經(jīng)意隨機(jī)存取模型，包括基本定義、典型構(gòu)造、多云ORAM等內(nèi)容；第11章聯(lián)邦機(jī)器學(xué)習(xí)，包括聯(lián)邦學(xué)習(xí)、橫向聯(lián)邦學(xué)習(xí)、縱向聯(lián)邦學(xué)習(xí)、應(yīng)用實(shí)踐等內(nèi)容。書(shū)中每章末都配有適量習(xí)題及實(shí)驗(yàn)，以供學(xué)生鞏固和運(yùn)用所學(xué)內(nèi)容。書(shū)中標(biāo)章節(jié)代表提升章節(jié)，教師在授課過(guò)程中可以作為提升部分進(jìn)行講解。 本書(shū)是高等學(xué)校信息安全和網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)本科生的教材，也可作為信息科學(xué)技術(shù)類專業(yè)（如計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、密碼科學(xué)與技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)科學(xué)與技術(shù)等）本科生和研究生的教材，同時(shí)也可供從事數(shù)據(jù)安全和其他信息技術(shù)工作的人員參考。 "
數(shù)據(jù)安全與隱私計(jì)算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)安全與隱私計(jì)算基礎(chǔ) 前言
在當(dāng)今信息時(shí)代，數(shù)據(jù)的重要性與日俱增，個(gè)人、企業(yè)和組織都依賴于數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行決策、創(chuàng)新和提供各種服務(wù)。2020年，中共中央、國(guó)務(wù)院發(fā)布《關(guān)于構(gòu)建更加完善的要素市場(chǎng)化配置體制機(jī)制的意見(jiàn)》，強(qiáng)調(diào)“加快培育數(shù)據(jù)要素市場(chǎng)”。這一政策標(biāo)志著數(shù)據(jù)不僅是一種產(chǎn)業(yè)或應(yīng)用，也成為了經(jīng)濟(jì)發(fā)展賴以依托的戰(zhàn)略性資源。然而，隨著數(shù)據(jù)價(jià)值得到高度重視，各類數(shù)據(jù)安全問(wèn)題也日益突出。我國(guó)政府高度重視數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)，并將其作為國(guó)家安全和發(fā)展的重要基石。在中共中央和國(guó)務(wù)院的引領(lǐng)下，我國(guó)制定了一系列相關(guān)政策和法律法規(guī)，旨在構(gòu)建一個(gè)安全可靠的數(shù)據(jù)環(huán)境，保護(hù)國(guó)家和公民的數(shù)據(jù)安全與隱私權(quán)。其中，2021年，第十三屆全國(guó)人大常委會(huì)第二十九次會(huì)議通過(guò)了《中華人民共和國(guó)數(shù)據(jù)安全法》，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了國(guó)家對(duì)數(shù)據(jù)安全的重視。如何應(yīng)對(duì)大數(shù)據(jù)時(shí)代下嚴(yán)峻的數(shù)據(jù)安全威脅，不僅關(guān)乎國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和行業(yè)健康成長(zhǎng)，更直接關(guān)系公民的切身利益。
數(shù)據(jù)安全即確保數(shù)據(jù)免受未經(jīng)授權(quán)訪問(wèn)、篡改、泄露和破壞的保護(hù)措施。隱私計(jì)算關(guān)注在數(shù)據(jù)處理和共享的過(guò)程中的隱私保護(hù)。數(shù)據(jù)安全和隱私計(jì)算是保證數(shù)字化社會(huì)長(zhǎng)治久安的關(guān)鍵要素。當(dāng)前，我國(guó)政府不斷加大對(duì)數(shù)據(jù)安全相關(guān)技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新的支持力度，旨在通過(guò)科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，推動(dòng)數(shù)據(jù)安全和隱私計(jì)算的前沿技術(shù)研究。目前我國(guó)在數(shù)據(jù)安全領(lǐng)域已取得了突出進(jìn)展，例如，安全多方計(jì)算、差分隱私、可信計(jì)算等技術(shù)的應(yīng)用不斷深化，為保障數(shù)據(jù)安全和隱私提供了新的解決方案。
數(shù)據(jù)安全與隱私計(jì)算基礎(chǔ) 目錄
第1章數(shù)據(jù)安全概述1
1.1法律法規(guī)和相關(guān)制度2
1.1.1相關(guān)法律法規(guī)2
1.1.2相關(guān)權(quán)益5
1.1.3落地實(shí)施6
1.2技術(shù)體系8
1.2.1技術(shù)體系概述8
1.2.2基礎(chǔ)技術(shù)8
1.2.3典型技術(shù)11
1.3典型案例12
1.3.1明文發(fā)布12
1.3.2半密文使用13
1.3.3全密文計(jì)算14
1.4數(shù)據(jù)膠囊15
課后習(xí)題16
第2章密碼基礎(chǔ)18
2.1基本概念18
2.1.1算法復(fù)雜度18
2.1.2P問(wèn)題和NP問(wèn)題19
2.2對(duì)稱密碼19
2.2.1對(duì)稱密碼分類19
2.2.2設(shè)計(jì)思想19
2.2.3工作模式20
2.2.4應(yīng)用示例21
2.3公鑰密碼25
2.3.1基本概念25
2.3.2設(shè)計(jì)思想26
2.3.3RSA算法26
2.3.4ElGamal算法27
2.3.5橢圓曲線密碼292.3.6應(yīng)用示例30
2.4可證明安全性34
2.4.1基本概念35
2.4.2敵手能力36
2.4.3安全性定義37
2.4.4安全性證明40
2.4.5安全性模型43
2.5通用可組合安全45
2.5.1基本概念46
2.5.2半誠(chéng)實(shí)安全性46
2.5.3惡意安全性48
2.5.4組合性50
2.6國(guó)密算法52
課后習(xí)題53
第3章同態(tài)加密54
3.1基本概念54
3.1.1定義54
3.1.2分類55
3.1.3發(fā)展歷史55
3.2半同態(tài)Paillier方案58
3.2.1數(shù)學(xué)基礎(chǔ)58
3.2.2方案構(gòu)造59
3.2.3應(yīng)用示例60
3.3類同態(tài)BGN方案66
3.3.1數(shù)學(xué)基礎(chǔ)66
3.3.2方案構(gòu)造68
3.3.3同態(tài)性69
3.4全同態(tài)典型方案69
3.4.1數(shù)學(xué)基礎(chǔ)69
3.4.2Gentry方案72
3.4.3CKKS算法73
3.5開(kāi)發(fā)框架SEAL75
3.5.1安裝部署75
3.5.2應(yīng)用示例77
課后習(xí)題83
第4章典型密碼原語(yǔ)84
4.1承諾84
4.1.1基本概念84
4.1.2哈希承諾85
4.1.3加法同態(tài)承諾85
4.1.4應(yīng)用示例86
4.2零知識(shí)證明88
4.2.1基本概念88
4.2.2交互式Schnorr協(xié)議89
4.2.3非交互式零知識(shí)證明89
4.2.4應(yīng)用示例91
4.3秘密共享106
4.3.1基本概念106
4.3.2Shamir方案108
4.3.3應(yīng)用實(shí)踐112
4.4茫然傳輸119
4.4.1基本概念119
4.4.2基礎(chǔ)構(gòu)造119
4.4.3預(yù)計(jì)算OT121
4.4.4OT擴(kuò)展123
課后習(xí)題127
第5章隱私保護(hù)的數(shù)據(jù)發(fā)布129
5.1基本概念129
5.1.1發(fā)布框架129
5.1.2屬性分類130
5.1.3背景知識(shí)131
5.1.4相關(guān)攻擊131
5.1.5匿名化方法132
5.2k匿名模型133
5.2.1k匿名133
5.2.2l多樣化133
5.2.3t相近135
5.2.4其他模型135
5.3數(shù)據(jù)脫敏與溯源136
5.3.1數(shù)據(jù)脫敏136
5.3.2數(shù)據(jù)溯源137
5.4保留格式加密及應(yīng)用138
5.4.1基本定義138
5.4.2基本方法139
5.4.3基本模型141
5.4.4數(shù)據(jù)庫(kù)水印應(yīng)用143
課后習(xí)題144
第6章差分隱私145
6.1基本概念145
6.1.1差分攻擊145
6.1.2差分隱私的概念146
6.1.3差分隱私性質(zhì)148
6.1.4差分隱私模型149
6.2拉普拉斯機(jī)制150
6.2.1基礎(chǔ)知識(shí)150
6.2.2拉普拉斯噪聲生成152
6.2.3統(tǒng)計(jì)查詢應(yīng)用153
6.2.4直方圖發(fā)布應(yīng)用157
6.3指數(shù)機(jī)制160
6.3.1適用場(chǎng)景160
6.3.2工作原理160
6.4隨機(jī)響應(yīng)機(jī)制161
6.4.1適用場(chǎng)景161
6.4.2工作原理161
6.5差分隱私應(yīng)用163
6.5.1谷歌RAPPOR模型163
6.5.2谷歌ESA模型164
6.5.3基于圖模型的數(shù)據(jù)合成165
課后習(xí)題168
第7章密文查詢169
7.1可搜索加密169
7.1.1基本概念169
7.1.2對(duì)稱可搜索加密170
7.1.3非對(duì)稱可搜索加密180
7.2保留順序加密183
7.2.1基本概念184
7.2.2順序保留編碼185
7.2.3順序揭示加密187
7.3頻率隱藏保序加密188
7.3.1典型構(gòu)造方案188
7.3.2UDF示例190
7.3.3FHOPE實(shí)現(xiàn)193
7.4密態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)209
7.4.1基本概念209
7.4.2CryptDB數(shù)據(jù)庫(kù)211
7.4.3openGauss數(shù)據(jù)庫(kù)216
課后習(xí)題223
第8章密文集合運(yùn)算224
8.1基本概念224
8.1.1定義及分類224
8.1.2可交換加密225
8.1.3布隆過(guò)濾器226
8.1.4不經(jīng)意偽隨機(jī)函數(shù)(OPRF)228
8.2隱私集合求交運(yùn)算229
8.2.1基于樸素哈希的PSI229
8.2.2基于可交換加密的PSI229
8.2.3低通信非平衡PSI231
8.2.4基于OPRF的構(gòu)造241
8.3應(yīng)用實(shí)踐243
8.3.1協(xié)議流程244
8.3.2實(shí)現(xiàn)方案244
課后習(xí)題247
第9章安全多方計(jì)算248
9.1布爾電路248
9.1.1姚氏百萬(wàn)富翁問(wèn)題248
9.1.2混淆電路構(gòu)造思想249
9.1.3姚氏亂碼電路協(xié)議256
9.2電路優(yōu)化258
9.2.1行約減258
9.2.2FreeXOR技術(shù)258
9.2.3半門(mén)技術(shù)260
9.3算術(shù)電路262
9.3.1BGW協(xié)議262
9.3.2Beaver三元組264
9.4ABY框架及應(yīng)用實(shí)踐266
課后習(xí)題272
第10章不經(jīng)意隨機(jī)存取模型273
10.1基本定義273
10.1.1定義273
10.1.2基本方案274
10.2典型構(gòu)造274
10.2.1層次結(jié)構(gòu)274
10.2.2樹(shù)狀結(jié)構(gòu)277
10.2.3分區(qū)ORAM279
10.3多云ORAM282
10.3.1MCOS方案282
10.3.2NewMCOS方案286
課后習(xí)題289
第11章聯(lián)邦機(jī)器學(xué)習(xí)290
11.1聯(lián)邦學(xué)習(xí)290
11.1.1基本定義290
11.1.2聯(lián)邦學(xué)習(xí)的分類291
11.1.3威脅模型292
11.2橫向聯(lián)邦學(xué)習(xí)293
11.2.1聯(lián)邦平均聚合293
11.2.2安全聚合294
11.3縱向聯(lián)邦學(xué)習(xí)297
11.3.1基本定義297
11.3.2縱向聯(lián)邦學(xué)習(xí)算法298
11.4應(yīng)用實(shí)踐299
11.4.1安裝部署299
11.4.2橫向聯(lián)邦學(xué)習(xí)示例300
11.4.3縱向聯(lián)邦學(xué)習(xí)示例302
課后習(xí)題305
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