2024-07-22
2024年7月17-21日，由上海期智研究院与上海交通大学约翰·霍普克罗夫特计算机科学中心共同举办的2024 密码学夏令营 The 2024 Cryptography Summer Camp成功举办。此次活动汇聚了线下70余名来自清华大学、北京大学、上海交通大学、南洋理工大学等国内外知名高校的优秀本科生、研究生，共同踏上了这场学术探索的旅程。线上累计8000余人次观看量。
17日，密码学夏令营开幕仪式在上海期智研究院41楼报告厅举行，我院PI、上海交通大学教授郁昱致开营辞，热情欢迎营员们的到来。随后，来自全球知名高校、科研院所的11位专家，为营员们带来了精彩的学术讲座，并共同探讨密码学和信息安全领域多个热点研究方向，包括：安全多方计算、同态秘密分享、全同态加密、格问题、密码侧信道安全、零知识证明等。
杨糠
密码科学技术全国重点实验室
题目：安全多方计算简介
Title: Introduction to Secure Multi-Party Computation
安全多方计算是密码学基础之一，支持数据联合计算同时保护数据隐私。杨糠老师简要介绍了安全多方计算背景和分类、经典安全多方计算协议GMW、SPDZ和BGW及其改进协议的基本设计方法；此外，杨老师还就不经意传输扩展等基础组件的设计思想作了简要阐述。
Yuval Ishai
以色列理工学院
题目：同态秘密分享与伪随机相关生成器
Title: Homomorphic Secret Sharing and Pseudorandom Correlation Generators
Yuval Ishai老师为营员们介绍了两个相关的密码组件：同态秘密分享和伪随机相关生成器。同态秘密分享是一类秘密分享方案，支持从输入x分享到输出y=f(x)分享的本地有效映射。伪随机相关生成器是标准伪随机生成器的分布式近似。当标准伪随机生成器映射短种子到长输出，使得针对多项式时间外部敌手满足伪随机性；伪随机相关生成器映射两个或更多短种子到长相关性输出，使得针对多项式时间内部敌手无法区分输出是从短种子产生，还是从指定相关性集合随机采样获得。除此之外，Yuval Ishai老师还介绍了当前技术的同态秘密分享和伪随机相关生成器构造，它们在安全计算中的应用，及其公开问题。
路献辉
中国科学院信息工程研究所
题目：全同态加密算法设计
Title: Design of Fully Homomorphic Encryption Algorithms
全同态加密是数据隐私保护的主要技术之一，过去十五年中取得了快速发展，出现了BGV/BFV/CKKS/FHEW/TFHE等多个系列的高效方案设计。路献辉老师介绍了自举算法的主流设计思路、关键技术和目前最新进展情况。
陈一镭
上海期智研究院、清华大学
题目：格问题及其分析方法
Title: Lattice Problems and Their Analysis Approaches
陈一镭老师介绍了格问题在密码学应用中的最重要子问题“带错误学习问题”(LWE)。首先介绍了带错误学习问题的背景，解释该问题的困难性、各种变体以及它们之间的联系。然后介绍针对带错误学习问题的各种经典和量子算法，其中量子算法将主要基于以下两篇文章：https://eprint.iacr.org/2021/1093，https://eprint.iacr.org/2023/1498。
邓燚
中国科学院信息工程研究所
题目：零知识证明简介
Title: Introduction to Zero-Knowledge Proofs
邓燚老师介绍了零知识证明，包括针对NP语言的零知识证明构造和简单的串行和并行合成，以及交互证明本身的研究带来的算术化技术和它对今天简洁非交互零知识证明（和密码学）的影响。
王伟嘉
山东大学
题目：密码侧信道安全
Title: Side-Channel Security in Cryptography
侧信道攻击可以绕过密码算法本身在数学上的安全性，直接利用密码设备在运行过程中产生的如功耗、时间、电磁辐射等物理泄漏进行密钥恢复攻击。由于这些物理泄漏来源于密码电路的自身属性，很难被有效消除，使得侧信道攻击已经对密码系统的安全性产生了严重威胁。王伟嘉老师从侧信道攻击基础、实际案例介绍、差分功耗分析、防护方法概述几个方面来介绍密码侧信道攻击和防护。
张宇鹏
美国伊利诺伊大学香槟分校
题目：多项式承诺和零知识证明
Title: Polynomial Commitments and Zero-Knowledge Proofs
张宇鹏老师首先就关于多项式承诺进行了介绍。多项式承诺是一种特殊的用了证明多项式求职的零知识证明。在这个协议中，证明方可以对于多项式进行承诺，然后向验证方证明多项式在某一个点的值是正确的。多项式承诺是近几年高效SNARK构造的一个重要组成部分。随后，张宇鹏老师还介绍了可以支持任何运算的SNARK构造。这个协议可以用来证明任何分层电路的运算结果。它是基于多元多项式承诺和Goldwasser, Kalai和Rothblum提出的一个对于电路的交互式证明。
王安宇
清华大学
题目：BGV自举算法选讲
Title: Selected Lecture of BGV Bootstrapping Algorithms
BGV是处理整数同态运算的主要全同态加密方案之一。自举算法是实现任意深度电路同态计算的前提。王安宇老师从BGV方案及其自举算法的基本原理出发，介绍BGV自举算法中非线性和线性算子的最新优化方法，以及相关前沿进展。
汪骁
美国西北大学
题目：更多安全多方计算技术
Title: More MPC Techniques
安全多方计算（MPC）是现代密码学中的一个重要概念。汪骁老师远程连线，介绍了常数轮MPC协议的起源、发展和最先进的解决方案。与典型的秘密共享协议相比，这些协议在高延迟环境中效果更好。
胡云聪
上海交通大学
题目：预处理的简洁非交互知识论证
Title: Preprocessing SNARKs
胡云聪老师深入探讨了预处理简洁非交互式知识证明（SNARKs）的基础原理和实际应用。SNARKs是现代密码学中的关键工具，广泛应用于隐私保护协议和区块链技术中。预处理SNARKs通过利用预处理技术，提高了证明大小的简洁性和验证的效率。预处理SNARKs（如Plonk和Marlin）因其恒定的证明大小和验证复杂度，广泛应用于实际应用中。
张斌
中国科学院软件研究所
题目：对称密码的设计与分析简介
Title: Design and Analysis of Symmetric Key Primitives: An Introduction Study
张斌老师简要介绍一些对称密码的基本概念与分类，包括分组密码、流密码、杂凑函数、认证加密体制等；重点介绍高级数据加密标准(AES), 轻量级认证加密与杂凑函数ASCON，及典型流密码算法ZUC-256，SNOW系列流密码Sosemanuk算法等；并以关于SNOW 2.0与Sosemanuk流密码算法的分析为案例来说明密码分析的流程。
营员感悟
非常荣幸能参加这次密码学暑期夏令营，这几天的学习使我收获颇丰。首先，夏令营讲座涵盖的领域广，涵盖了零知识证明、多方安全计算、侧信道安全等领域，很多方面的内容都是我第一次了解到。其次，夏令营不止有广度，还有深度，讲座很多地讲解了近几年、甚至最近的成果，使我们能理解这些领域的最前沿工作，快速地进入其中研究。听完这次夏令营，我对密码学的各个方向有了更加全面细致的了解。感谢期智院的精心组织，以及老师们的细致讲授！
——清华大学交叉信息研究院 郑曦林
很荣幸能参加期智院举办的CSC。这次密码学暑期夏令营内容丰富，涵盖了密码学前沿领域的各个重要研究方向。老师们深入浅出的讲座不仅拓宽了我的知识面，还激发了我对密码学研究的浓厚兴趣，尤其是格密码和零知识证明这两个方向；也坚定了我在密码学领域深入研究的决心。在讲座的休息间隙，期智院还为我们提供了非常美味的茶歇，让我们在品尝点心的同时结识了许多志同道合的朋友。总之，此次夏令营实在是令我受益匪浅。
——清华大学交叉信息研究院 陈铭意
在这几天的活动中，我不仅通过各位老师的介绍了解了密码学各个分支的前沿知识和发展前景，也在和教授同学们的交流中学习到了很多。让我印象最深刻的是和Yuval Ishai 教授交流，教授对于密码学各个领域的深度理解和敏锐洞察令人钦佩。对于我们提出的各种问题，不论是学科的宏观图景抑或是具体问题的解决思路和技巧，Yuval Ishai 教授都能侃侃而谈，并且启迪我们去探寻新角度。前辈还为我们未来在密码学方向的学习提出独到的建议，比如让我印象深刻的 “Do not take it for granted”，指出了学习任何定义或者证明，要知其所以然，在不断探寻所以然中逐渐积累经验；这让我想起之前学习中遇到的不少困惑，常常是因为理解流于表面，照猫画虎流，促使我反思自己。
这次夏令营对我来说是一次宝贵的挑战和学习的机会，老师们提出的许多问题都十分有趣，我在以后的学习和实践中将会继续探索未知的领域。
——上海交通大学acm班 董珅
这次密码学夏令营大师云集，既有面向初学者浅显易懂、引人入胜的导论，为新手描绘这一领域的宏景，也有进阶课程供更有心力者再上一层楼。课程选题十分广泛，既有使用广泛的多方安全计算和零知识证明、理论风味的格密码与全同态加密，也有真实世界的侧信道攻击。第一天Yuval Ishai为我们介绍了MPC（多方安全计算）的动机与使命，也指出了瓶颈与困难，随即向我们介绍了FSS和HSS两大技术路线，Yuval的工作几乎组成这个方向的半壁江山，因而讲授时信手拈来、鞭辟入里，令我对这个之前知之甚少的领域有了更深刻的理解。茶歇时，不仅点心美味可口，大家讨论的气氛也十分活跃，既可与同学们谈天说地、分享自己的专业背景与经验经历，也可向授课的大师们求教，获取知识上的进步与视野上的提高。暑期学校即将结束，我对密码学的各个方向有了更充分的了解，也收获了志趣相同的挚友，希望在未来一起共同探索与进步！
——上海交通大学John班 张天宇
参加这次密码学夏令营让我获益匪浅。整体感受是紧凑充实的学习体验和轻松愉悦的研讨氛围，夏令营涵盖了当下密码学领域的热门研究方向，比如关于安全多方计算和零知识证明的讲座，即使我对部分内容较为熟悉，也能从老师们的讲解中进一步理解、思考这些协议的原理和设计思想；而对于一些我不太了解的领域，比如全同态、格问题、伪随机相关生成器等课题，老师们的讲解不仅让我初步理解到该子领域的核心问题，还认识到它的发展历史，包括一些里程碑式的重要工作。除了具体知识上的获得，更重要的是，这次夏令营让我认识到密码学各个子领域独立发展但又交叉融合的生态，希望自己在密码学世界的旅途中也同样保持深入探索和融会贯通的学习态度。
——中国科学技术大学 刘冯润
参加上海期智研究院的密码学夏令营，给我留下了深刻的印象。在为期五天的时间里，聆听学习了多场老师们的报告，结识了很多优秀的同学，收获满满。其中，我对零知识证明产生了浓厚的兴趣，对ZKSNARK、ZKML等方向有了一定的理解。这次夏令营的经历对我未来的专业选择产生了重大影响以及更深的认识，希望以后能在密码学领域做出自己的贡献。总的来说，这次夏令营是一次难忘的经历，我期待着有更多的机会参与类似的活动。
——山东大学 徐培硕
