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高效主动安全的分布式点函数与关于RAM的安全两方计算协议

2024-05-15

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       设计恶意敌手模型下关于RAM程序实际高效的安全两方计算协议是一个具有挑战性的研究目标。郁昱团队提出了主动安全的分布式点函数协议,允许至多一比特信息泄露,达到了与被动安全协议相同的效率;进一步结合双协议执行技术设计了RAM模型下主动安全的两方计算协议,全局允许至多一比特信息泄露,达到了与被动安全RAM计算协议几乎相同的效率,比之前主动安全的RAM计算协议快约100倍,从而提供了一种效率-安全权衡的实际解决方案。

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论文题目:Efficient Actively Secure DPF and RAM-based 2PC with One-Bit Leakage

论文作者:Wenhao Zhang, Xiaojie Guo, Kang Yang, Ruiyu Zhu, Yu Yu, Xiao Wang

项目链接:https://www.computer.org/csdl/proceedings-article/sp/2024/313000a192/1WPcYkyTGH6

       RAM模型是三大计算模型之一,比电路计算模型更加适用于表达数据库操作、各种图论算法的计算任务。RAM模型下安全两方计算协议能够在实际应用中保护数据隐私。除了欧密2018研究工作提出的主动安全两方计算协议外,所有RAM模型下安全两方计算协议仅抵抗半诚实敌手攻击。然而,该主动安全两方计算协议采用了通用安全计算技术,导致其运行时间比被动安全协议慢至少两个数量级。

       针对该效率问题,郁昱团队首先提出了分布式点函数(DPF)输出一致性的新型验证技术,排除了对主动安全两方计算通用协议的依赖,设计了主动安全的DPF分布式生成协议,达到了与被动安全协议相同的性能,提升之前最有效主动安全协议通信效率50倍;通过融合DPF分布式生成技术与双协议执行技术,设计了RAM模型下实际高效的主动安全两方计算协议,达到了与被动安全协议几乎相同的性能,将之前最有效主动安全两方计算协议的运行时间减少了大约100倍;以全局一比特信息泄露为代价给出了主动安全RAM两方计算协议的高效解决方案,为实际应用提供了一种较理想的安全效率折中。

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