隱私計算理論與技術

隨著通信技術、網路技術和計算技術的持續演化與普慧應用，促進了“萬物智慧互聯、資訊泛在共用”，新業態不斷演化過程中使用者資料頻繁跨境、跨系統、跨生態圈交換已成為常態，隱私資訊濫用治理難和保護手段缺失已成為世界性問題，個人資訊保護已成為國家安全戰略，亟須加強此領域基礎理論研究，支撐泛在互聯環境下個人資訊保護，守護隱私資訊。作者於2015年提出隱私計算概念及研究範疇。本書是作者致力於隱私計算研究的原始創新科研成果，系統闡述了隱私計算基礎理論與技術。本書首先介紹了個人資訊與隱私保護的內涵，明確了隱私防護與隱私脫敏的學術範疇，並總結歸納了隱私保護技術的局限性及引入隱私計算研究的必要性，然後闡述了隱私計算的理論體系、基於隱私計算思想研究的若干隱私保護演算法，最後展望了隱私計算的未來研究方向。

本書可作為網路空間安全和電腦領域的理論研究和工程技術人員，以及研究生和高年級本科生的參考書。

第1章緒論1
1．1使用者資料、個人資訊與隱私資訊1
1．1．1使用者資料1
1．1．2個人資訊2
1．1．3隱私資訊3
1．2隱私防護與隱私脫敏3
1．2．1隱私防護4
1．2．2隱私脫敏6
1．3隱私保護的“四權”7
1．3．1隱私資訊的攸關方7
1．3．2知情權8
1．3．3刪除權8
1．3．4被遺忘權8
1．3．5延伸授權8
1．4隱私保護面臨的技術挑戰9
1．4．1體系化的計算模型9
1．4．2隱私保護效果評估10
1．4．3隱私資訊的延伸控制10
1．4．4隱私侵犯的取證11
1．5本章小結11

第2章隱私保護相關技術發展現狀13
2．1隱私防護技術13
2．1．1同態加密13
2．1．2安全多方計算14
2．1．3存取控制14
2．1．4可信計算15
2．2隱私脫敏技術16
2．2．1基於匿名的隱私脫敏17
2．2．2基於差分的隱私脫敏20
2．2．3基於資訊理論的隱私脫敏24
2．2．4隱私度量與評估24
2．3隱私保護對抗分析25
2．4隱私計算27
2．4．1隱私保護技術的不足27
2．4．2隱私計算的必然性27
2．5本章小結28

第3章隱私計算理論39
3．1隱私計算定義39
3．1．1隱私計算的基本定義39
3．1．2隱私資訊的形式化描述40
3．2隱私計算關鍵技術環節與計算框架43
3．2．1隱私計算關鍵技術環節43
3．2．2隱私計算框架45
3．3隱私計算的重要特性48
3．4隱私智慧感知與動態度量49
3．4．1隱私資訊智慧感知與壓縮感知49
3．4．2隱私資訊的動態度量50
3．5隱私保護演算法設計準則51
3．5．1隱私保護演算法設計的5個準則51
3．5．2隱私保護演算法設計準則實例52
3．6隱私保護效果評估54
3．6．1可逆性55
3．6．2延伸控制性56
3．6．3偏差性56
3．6．4複雜性56
3．6．5資訊損失性57
3．7隱私計算語言57
3．7．1隱私定義語言57
3．7．2隱私操作語言58
3．7．3隱私控制語言58
3．8隱私侵犯行為判定與追蹤溯源58
3．8．1隱私侵犯行為追蹤溯源取證框架59
3．8．2隱私侵犯行為的判定60
3．8．3隱私侵犯溯源取證61
3．9隱私資訊系統架構63
3．9．1隱私資訊系統架構64
3．9．2隱私資訊描述實例64
3．9．3隱私計算的應用實例69
3．10本章小結73

第4章隱私計算技術74
4．1隱私保護演算法理論基礎74
4．1．1概率論與隱私計算74
4．1．2資訊理論與隱私計算82
4．2典型隱私保護演算法86
4．2．1基於匿名的隱私保護演算法86
4．2．2基於差分的隱私保護演算法95
4．2．3基於隱私-可用性函數的隱私保護演算法106
4．3隱私延伸控制118
4．3．1圖片共用中的隱私資訊傳播控制118
4．3．2跨系統交換的圖片隱私延伸控制130
4．4本章小結141

李鳳華
 
中國科學院資訊工程研究所二級研究員、中國科學院特聘研究員、博士生導師，中國科學院“百人計畫”研究者；國務院學位委員會網路空間安全學科評議組成員，國家科技創新2030重大專案某安全防護系統總體總師，國家重點研發計畫專案負責人、國家863計畫主題專案專家、NSFC-通用聯合基金重點專案負責人，國家科技創新2030“大資料重大工程”立項論證和實施方案編寫專業人士，中國網路空間安全協會理事，中國中文資訊學會大資料安全與隱私計算專業委員會主任，中國通信學會理事、中國通信學會學術工作委員會委員，《網路與資訊安全學報》執行主編等；獲2018年網路安全優秀人才獎、2001年國務院政府特殊津貼，獲省部級科技進步（或技術發明）一等獎5項、二等獎3項。長期從事網路與系統安全、隱私計算、資料安全等方面的研究工作，近年來先後承擔了國家自然科學基金重點、國家重點研發計畫、國家863計畫主題等專案30餘項。在IEEETMC、TIFS、IoT、INFOCOM等國內外期刊或國際會議上發表學術論文100餘篇，獲發明專利授權30餘項。

李暉
 
西安電子科技大學二級教授、博士生導師；國家重點研發計畫專案負責人、國家自然科學基金重點專案負責人，中國密碼學會理事，中國中文資訊學會大資料安全與隱私計算專業委員會副主任，中國人工智慧學會人工智慧安全專業委員會副主任，《網路與資訊安全學報》副主編等；獲2017年網路安全優秀教師獎、2014年國務院政府特殊津貼，獲省部級科技進步（或技術發明）一等獎3項、二等獎3項。長期從事密碼學、隱私計算、資料安全、資訊理論等方面的研究工作，近年來先後承擔了國家自然科學基金重點、國家重點研發計畫等項目20餘項。在IEEETDSC、TIFS、JIoT、INFOCOM等國內外期刊或國際會議上發表學術論文200餘篇，獲發明專利授權20餘項。

牛犇
 
中國科學院資訊工程研究所副研究員、美國賓夕法尼亞州立大學訪問學者，入選2018年度中國科學院“青年促進創新會”，擔任中國中文資訊學會大資料安全與隱私計算專業委員會、網路空間大搜索專業委員會委員，《網路與資訊安全學報》編委。主要從事網路安全防護、隱私計算等方面的研究工作，近年來先後承擔了國家重點研發計畫、國家863計畫、國家自然科學基金重點/面上等科研項目10餘項。在IEEETMC、TDSC、INFOCOM等國內外期刊或國際會議上發表學術論文60餘篇，獲發明專利授權10餘項。