关键词:
云计算
数据安全
数据评估
数据聚合
隐私授权
摘要:
在云计算技术迅猛发展并广泛应用于社会各领域的背景下,云端逐渐成为支撑大规模数据存储与计算任务的核心平台。然而,云端环境中的数据安全与隐私威胁正呈现出多样化、精细化和规模化的趋势,这为数据的安全评估、存储、使用及共享带来了巨大挑战。具体来说,在数据获取阶段,现有研究过度聚焦于机器学习数据的价值计算,忽视了该过程中数据的隐私保护和计算效率。在数据存储阶段,尤其是视频数据,缺乏细粒度访问控制机制且存在性能瓶颈。在数据使用阶段,大规模数据集的安全聚合方法存在第三方依赖性强、交互要求高、效率低等问题。在数据共享阶段,社交网络照片分享场景的研究受限于理想环境假设,存在交互频繁、策略僵化、场景单一等缺陷。针对上述挑战,本文研究云端网络环境下数据在获取、存储、使用以及共享方面存在的安全问题。具体研究内容如下:
1.数据获取阶段安全数据评估技术
提出了一种基于云端环境的数据市场安全数据评估方案martDE。该方案在确保数据市场中对买家模型和卖家数据隐私保护的同时,能够高效评估数据对模型性能提升的价值。通过巧妙利用函数隐藏内积加密中函数隐藏的性质,进一步增强了对模型的保护。此外,本文在该加密方案中设计了增强访问控制能力的标签机制,有效抵御了不可靠云与数据买家共谋攻击。该方案在实现高机密性保护的同时,显著提升了评估效率。
2.数据存储阶段安全访问控制技术
提出了一种针对智能相机系统在云端环境下全面访问控制方案Sec SCS。与现有方案相比,该方案在保留视频流传输、共享、删除和权限恢复等核心功能的同时,显著降低了视频在加密和传输过程中本地存储开销。其核心技术包括基于结构相似性指数的视频压缩方法和高效视频加密技术。该通用访问控制方案广泛适用于对数据存储具有安全高效访问控制需求的物联网设备。
3.数据使用阶段安全数据聚合技术
提出了一种去密钥中心化且无需用户交互的高效数据聚合方案Lepcat。该方案支持对用户模型参数的高效带权重数据聚合,并在聚合过程中保护本地模型的隐私。通过设计去密钥中心化架构,利用用户独立生成的私钥生成用于隐私计算的聚合私钥,避免了传统方法要求用户间安全交互。Lepcat还具备动态处理训练过程中部分用户异常退出的能力,即使有一定数量的用户退出,仍能保证任务的顺利执行。
4.数据共享阶段知情检测与隐私授权技术
提出了一种适用于社交网络支持隐私知情检测和隐私授权的照片分享方案Perspicio。该方案在用户分享照片时,能够自动检测照片中用户知情状态,判断是否存在偷拍行为,并提醒被摄用户,由其决定是否同意分享包含其隐私信息的照片。此外,通过广泛的用户研究,本文识别了影响人类判断偷拍的五大关键特征,并基于此设计了一种用户驱动的基于机器视觉的多特征融合分类器,利用注意力机制实现高准确率状态判断。此外,我们还设计了兼容的细粒度照片隐私授权方案,全面保护照片分享过程中照片机密性。
本文通过全面分析论证方案的安全性,并通大量的实验评估展示了其性能优势。与现有工作相比,本文提出的方案在安全性和效率方面均表现出显著的优越性。