信息隐藏的形式化方法：交互系统分析、统计披露控制与规约精化

在本论文中，我们考虑交互系统、统计披露控制以及规约精化场景下的信息隐藏问题。在前两种情况下，我们应用定量方法研究信息流；对于第三种情况，我们提出了对基于进程等价的常用解决方案的改进。在第一种场景中，我们考虑在交互系统中定义信息泄露的问题，其中秘密和可观测对象在计算过程中可以交替出现并相互影响。我们表明，将此类系统解释为（简单）有噪信道的信息论方法是无效的。如果我们考虑具有记忆和反馈的信道，则可以恢复该原理。我们还建议使用从输入到输出的有向信息作为交互系统中信息泄露的真实度量。在第二种场景中，我们考虑统计披露控制问题，该问题涉及如何在保护个人隐私的同时揭示关于一组受访者的准确统计数据。我们关注差分隐私的概念，这一概念在数据库社区中已变得非常流行。我们展示了如何用信息论信道对查询系统进行建模，并将差分隐私的概念与最小熵泄露的概念进行了比较。在第三种场景中，我们探讨了使用进程等价来刻画信息隐藏特性的问题。我们表明，在存在非确定性的情况下，这种方法可能依赖于调度程序“为协议的利益工作”的假设，而这通常不是一个安全的假设。我们提出了一种形式化方法，在其中可以指定容许的调度程序，以及相应的安全版本的完全迹等价和互模拟，并证明了安全等价可用于确立信息隐藏特性。