密态计算可以在不解密加密数据的前提下对授权用户的资源和服务进行使用，并防止非授权用户对用户数据进行窃取与利用。该技术弥补了加密数据无法在云端有效利用的瓶颈，实现了“万物计算，安全互通”。本书从大数据、云计算环境面临的隐私挑战出发，以密态计算理论框架与工具集研究为主线，从理论模型到实际应用，系统阐述了密态计算理论与技术。密态计算能够随时随地对加密数据进行安全处理，无处不在地利用加密信息资源，安全实现“服务在云端，信息随心行”的理想境界。 本书适合密码学、云数据安全、大数据安全相关科研人员和企业研发人员参考，可以作为网络空间安全一级学科博士生、硕士生的专业教材，也可以作为计算机相关专业高年级本科生的补充读物。

第1章 绪论
1.1 云计算
1.1.1 引言
1.1.2 概念
1.1.3 发展与应用
1.1.4 云计算的关键技术
1.2 大数据与数据挖掘
1.2.1 引言
1.2.2 概念
1.2.3 发展与应用
1.2.4 大数据与数据挖掘关键技术
1.3 物联网
1.3.1 引言
1.3.2 概念
1.3.3 发展与应用
1.3.4 物联网关键技术
1.4 人工智能
1.4.1 引言
1.4.2 概念
1.4.3 发展与应用
1.4.4 机器学习核心算法
1.5 面临的隐私挑战
1.5.1 云计算面临的隐私挑战
1.5.2 大数据面临的隐私挑战
1.5.3 物联网面临的隐私挑战
1.5.4 人工智能面临的隐私挑战
1.6 本章小结
参考文献
第2章 基础知识
2.1 基本代数系统
2.1.1 群、环、域
2.1.2 多项式环
2.1.3 割圆多项式
2.1.4 割圆域的归一化
2.2 公钥密码体制
2.2.1 公钥密码的原理
2.2.2 RSA算法
2.2.3 其他公钥密码算法
2.3 安全模型
2.4 困难问题
2.4.1 大整数因数分解问题
2.4.2 离散对数问题
2.4.3 椭圆曲线离散对数问题
2.5 全同态加密
2.5.1 全同态加密的发展历程
2.5.2 全同态加密方案
2.5.3 全同态加密的安全性研究
2.6 常用安全协议
2.6.1 隐私保护余弦相似度计算协议
2.6.2 安全欧几里得距离计算协议
2.6.3 安全比特分解协议
2.6.4 安全整数与分数计算协议
2.7 整数电路
2.7.1 基本的安全整数计算电路
2.7.2 封装安全整数计算电路
2.8 其他基础知识点
2.8.1 浮点数
2.8.2 BLS短签名
2.8.3 双线性映射
2.8.4 Skyline计算
2.8.5 0-编码和1-编码
2.8.6 关键词加密
2.8.7 四叉树数据结构
2.8.8 叉积——凸多边形中的点
2.8.9 安全多方计算
2.8.10 基于门限解密的Paillier密码系统
2.9 本章小结
参考文献
第3章 基本密态计算原语
3.1 支持有理数的密态计算
3.1.1 引言
3.1.2 准备工作
3.1.3 系统模型与隐私需求
3.1.4 密码原语和隐私保护整数计算工具包
3.1.5 隐私保护的有理数计算工具包
3.1.6 安全性分析
3.1.7 性能评估
3.2 支持浮点数的密态计算
3.2.1 引言
3.2.2 准备工作
3.2.3 系统模型和隐私需求
3.2.4 加密原语和基本隐私保护整数计算协议
3.2.5 隐私保护浮点数存储和计算
3.2.6 安全性分析
3.2.7 性能评估
3.3 支持多密钥的密态计算
3.3.1 引言
3.3.2 准备工作
3.3.3 系统模型与隐私需求
3.3.4 基本密码原语——分布式双陷门公钥密码系统
3.3.5 多密钥下的隐私保护整数计算工具包
3.3.6 安全性分析
3.3.7 性能分析
3.4 基于全同态的密态计算
3.4.1 引言
3.4.2 准备工作
3.4.3 系统模型和安全模型
3.4.4 安全SIMD无符号整数电路和整数打包技术
3.4.5 安全有符号整数计算电路
3.4.6 应用与扩展
3.4.7 安全性与性能分析
3.5 支持非线性的密态计算
3.5.1 引言
3.5.2 准备工作
3.5.3 系统模型和隐私需求
3.5.4 HPCS构建
3.5.5 高精度计算扩展
3.5.6 安全性分析
3.5.7 性能评估
3.6 本章小结
参考文献
第4章 密态计算应用
4.1 在线网约车隐私服务
4.1.1 引言
4.1.2 问题描述
4.1.3 Trace系统构造
4.1.4 安全性分析
4.1.5 性能评估
4.2 远程身份认证服务
4.2.1 引言
4.2.2 问题描述
4.2.3 PribioAuth模型构造
4.2.4 安全性分析
4.2.5 性能分析
4.3 密态数据查询服务
4.3.1 引言
4.3.2 问题描述
4.3.3 系统架构
4.3.4 范围查询协议
4.3.5 布尔查询
4.3.6 性能分析
4.3.7 安全性分析
4.4 本章小结
参考文献
名词索引