摘要：针对云环境下数据隐私泄露及聚类过程中云服务器间共谋的问题,提出一种抗理性敌手共谋的安全协作K-prototype聚类方案,目的在不泄露各方隐私数据情况下根据距离度量将相似的数据进行聚类。首先,考虑到同态加密不直接支持非线性计算,基于同态加密和加性秘密共享技术设计安全比较协议和安全大于协议,并确保输入数据、中间结果及模型参数均为加性秘密份额形式,以防止单个服务器能够获得完整数据,且能实现非线性函数的精确计算,在已设计的安全计算协议基础上,实现安全距离计算、安全聚类标签更新、安全聚类中心更新、聚类标签及聚类中心重构;其次,根据博弈均衡理论设计多种高效激励机制,构造互制合约及举报合约以约束云服务器诚实非共谋地执行聚类任务;最后,对所提的安全计算协议及合约进行理论分析,并对该方案的性能进行实验验证。实验结果表明,与明文环境下的模型精度相比,该方案的模型精度损失控制在0.22%内,进而验证了所提方案的有效性。

摘要：地理位置、社交网络等海量图数据应用广泛且包含大量隐私,通常需要安全的外包计算来提供多样化的查询服务。然而,如何设计正确性可验证的图数据外包计算协议仍是公开的难题。为此,提出了加密图数据上正确性可验证的精确最短路径外包计算方案。该方案利用加法同态加密构造密态图数据上的广度优先最短路径计算算法,支持加密图数据的精确最短距离查询外包计算;其次,基于双线性映射累加器构造最短路径外包计算结果的概率正确性验证机制。分析和证明表明,该方案能以概率可靠性实现正确性可验证的精确最短路径的外包计算,具备随机预言模型下的IND-CCA2安全。对比实验结果表明,所提方案相比其他相关方案在安全性、功能性方面有显著优势,性能上较已有可验证图数据外包计算方案在初始化及加密环节、查询环节、验证及解密环节的时间开销分别降低了0.15%~23.19%,12.91%~30.89%和1.13%~18.62%。

摘要：针对黑猩猩优化算法存在全局搜索能力弱、寻优精度低、收敛速度慢等问题,提出一种混沌精英池协同教与学改进的黑猩猩优化算法(chimp optimization algorithm improved by the elite chaos pool collaborative teaching-learning,ECTChOA)。采用混沌精英池策略生成初始种群,增强初始解的质量和种群的多样性,为算法全局寻优奠定基础;引入自适应振荡因子平衡ChOA的全局探索和局部开发能力;结合教与学优化算法的教学阶段和粒子群优化算法的个体记忆思想优化种群位置更新过程,提高算法的寻优精度和收敛速度。仿真实验将ECTChOA与标准ChOA、其他元启发式优化算法和最新改进ChOA在12个基准测试函数下进行寻优对比,实验结果与Wilcoxon秩和检验p值结果均表明所提改进算法具有更高搜索精度、更快的收敛速度和更好的鲁棒性。另外,将ECTChOA应用于机械工程设计案例中,进一步验证ECTChOA在实际工程问题中的可行性和适用性。

摘要：当前,基于中心化或本地差分隐私的图数据度分布直方图发布算法无法有效平衡发布数据的隐私保护程度及其可用性,且不能有效保护用户的身份隐私。针对该问题,在编码-混洗-分析框架下提出一种混洗差分隐私保护的度分布直方图发布算法。首先,设计混洗差分隐私图数据度分布直方图隐私保护框架,采取交互式用户分组、混洗器及方波本地加噪扰动机制降低编码器对分布式用户本地差分隐私加噪的噪声影响,并利用极大似然估计在分析器端对加噪后的度分布直方图进行数据矫正,从而提高数据效用;其次,提出具体的分布式用户分组、混洗差分隐私加噪和数据矫正算法,并证明其满足(ε,σ)-混洗差分隐私。实验和对比结果表明,所提算法能保护分布式用户隐私,在L_(1)距离、H距离和MSE多个指标度量下的数据效用比已有算法提升了26%以上,且具有较低的时间开销和稳定的数据效用表现,适用不同规模的图数据度分布直方图发布共享应用。

摘要：区块链以分布式共享全局账本的形式存储交易数据,数据共享难以实现隐私保护和可用性之间的平衡,现有的区块链数据共享方案在进行隐私保护的同时可用性较低,有效实现区块链数据访问权限的动态调整是一个挑战性问题.为此,本文提出基于代理重加密的区块链数据受控共享方案.首先,基于SM2构造代理重加密算法,并借此设计区块链数据受控共享方案,利用代理重加密保护交易数据隐私实现数据安全共享.其次,提出用户权限动态调整机制,区块链节点分工代理并对重加密密钥参数分割管理,实现用户访问权限确定性更新,交易数据的可见性得到动态调整.最后,安全性和性能分析表明,本方案可以在保护交易隐私的同时,实现区块链数据动态共享,并且在计算开销方面具有优势,更好地适用于区块链数据受控共享.

摘要：由于权重社交网络的复杂性和噪声随机性,传统的隐私保护方法无法兼顾社交网络中的隐私和效用需求。针对此问题,融合直方图统计和非交互式差分隐私查询模型,提出社交网络边权重直方图统计发布方法。该方法将边权重统计直方图作为查询结果,并设计低敏感度的边权重拉普拉斯噪声随机扰动算法,实现社交关系的差分隐私保护。为减少噪声量,引入社区结构熵将社交网络的用户节点划分为若干子社区,提出随机扰动改进算法,以社区为单位划分社交关系并注入拉普拉斯噪声,使各个社区序列满足差分隐私,实现从社区层面保护社交关系。此外,利用一维结构熵的特性,衡量算法对权重社交网络的整体隐私保护程度。理论分析和实验结果表明:所提出的隐私保护算法对节点度识别的保护程度均高于对比算法,能够实现更好的隐私保护效果,同时,在大型社交网络中能够满足差分隐私要求,且保持较高的社交网络数据效用。

摘要：函数加密作为一种多功能的新型公钥加密原语,因其能实现细粒度的密文计算,在云存储中有着广阔的应用前景,受到研究者们的广泛研究.因此,将数据的访问权限控制有机地融合到加解密算法中,实现“部分加解密可控、按需安全计算”是一个非常有意义的探索方向.但现有函数加密方案无法精细控制发送者权限且使用了较复杂的理论工具(如不可区分性混淆、多线性映射等),难以满足一些特定应用场合需求.面对量子攻击挑战,如何设计抗量子攻击的特殊、高效的函数加密方案成为一个研究热点.内积函数加密是函数加密的特殊形式,不仅能够实现更复杂的访问控制策略和策略隐藏,而且可以有效地控制数据的“部分访问”,提供更细粒度的查询,在满足数据机密性的同时提高隐私保护.针对更加灵活可控按需安全计算的难点,该文基于格上Learning with errors困难问题提出一种基于身份的细粒度访问控制内积函数加密方案.该方案首先将内积函数与通过原像抽样算法产生的向量相关联,生成函数私钥以此控制接收方的计算能力.其次,引入一个第三方(访问控制中心)充当访问控制功能实施者,通过剩余哈希引理及矩阵的秩检验密文的随机性,完成对密文的重随机化以实现控制发送者权限的目的.最后,接收者将转换后的密文通过内积函数私钥解密,仅计算得到关于原始消息的内积值.理论分析与实验评估表明,所提方案在性能上有明显优势,不仅可以抵御量子攻击,而且能够控制接收者的计算权限与发送者的发送权限,在保护用户数据机密性的同时,有效实现开放环境下数据可用不可见、数据可算不可识的细粒度权限可控密文计算的目标.

摘要：针对阿基米德优化算法(AOA)寻优过程中存在全局搜索能力弱、收敛精度低、易陷入局部最优等缺陷,提出一种融合多策略的阿基米德优化算法(MAOA)。首先,采用随机高斯变异策略选取适应度优的多个个体引导种群向最优解区域寻优,增强全局搜索能力;其次,利用多种混沌映射的随机性、遍历性和多样性,引入局部混沌搜索策略扩大混沌空间的搜索范围,提高算法的局部开发能力;同时,为了协调算法的全局勘探和局部开采能力,提出一种非线性动态密度降低因子;最后,利用Lévy飞行引导机制的黄金正弦策略对种群位置进行扰动更新,增加迭代过程中种群的多样性,提高算法跳出局部最优的能力。通过对12个基准测试函数和部分CEC2014测试函数进行仿真实验,结果表明所提算法能够改善AOA全局探索能力弱、易陷入局部最优等缺点,提高AOA的寻优精度和稳定性。另外,引入机械设计案例进行测试分析,进一步验证MAOA在处理实际问题上的适用性和可行性。

摘要：针对阿基米德优化算法(Archimedes optimization algorithm,AOA)存在全局搜索能力弱、收敛精度低,易陷入局部最优等问题,提出融合Sin混沌和分段权值的阿基米德优化算法(SAOA)。采用无限折叠迭代的Sin混沌反向学习策略初始化种群,提高初始阶段解的质量,为全局搜索多样性奠定基础;引入算数交叉算子,将当前个体向与全局最优个体进行交叉,引导种群向最优解区域寻优,提高全局搜索能力;引入分段权值策略,平衡算法的全局勘探与局部开发能力,降低算法陷入局部最优的概率;通过对8个测试函数和部分CEC2014函数进行仿真实验及Wilcoxon秩和检验来评估改进算法的寻优性能,实验结果表明改进算法在搜索精度、收敛速度和稳定性等方面均有较大提升。另外,引入优化机械设计案例进行测试分析,进一步验证SAOA在工程优化问题上的可行性和适用性。

摘要：针对黑猩猩优化算法(ChOA)在寻过程中求解精度低、收敛速度慢以及易陷入局部极值点等问题,提出一种新型的柯西扰动黑猩猩优化算法(CP-ChOA).首先采用佳点集映射初始化种群,增加算法在初始阶段的多样性;然后利用变异的柯西算子和反向学习策略,对当前最优位置进行扰动变异并产生新解,以提高算法的收敛速度,避免算法在迭代初期陷入局部极值;最后使用单纯形法策略改善最差个体的位置,增强算法的局部开发能力.选取8个基准函数和部分CEC2014测试函数进行试验仿真,结果表明CP-ChOA算法较标准ChOA算法、改进的ChOA算法以及其他元启发式算法具有更好的寻优性能,并通过优化2个工程设计问题,验证了CP-ChOA算法在工程上的可行性.