文件Open Access徽标

混合对手的高效MPC

作者 贺睦廷, 马尔塔·穆拉齐克

PDF格式
缩略图PDF

文件

LIPIcs公司。ITC.2020.3.pdf
  • 文件大小：0.58 MB
  • 23页

文件标识符

作者详细信息

贺睦廷
  • 瑞士苏黎世ETH
马尔塔·穆拉齐克
  • 瑞士苏黎世ETH

基金

  • 马尔塔·穆拉尔茨克：苏黎世信息安全与隐私中心（ZISC）支持的研究。

引用为获取BibTex

Martin Hirt和Marta Mularczyk。具有混合对手的高效MPC。第一届信息理论密码学会议（ITC 2020）。莱布尼茨国际信息学会议录（LIPIcs），第163卷，第3:1-3:23页，达格斯图尔宫-莱布尼兹-泽特鲁姆宫（2020）
https://doi.org/10.4230/LIPIcs.ITC.2020.3

摘要

在过去的20年中，安全多方协议的效率得到了极大的提高。虽然80年代末的开创性协议需要Ω（n）的通信⁶) n方之间每乘法一个字段元素，最近的协议提供了线性通信复杂性。这意味着每一方每次乘法都需要传递恒定数量的字段元素，与n无关。然而，这些有效的协议只提供主动安全，这意味着最多t<n/3（完美安全），分别t<n/2（统计或计算安全）方可能被破坏。只有在安全性降低（不公平中止）的情况下才能达到更高的破坏阈值（即t≥n/2），在这种情况下，单个破坏方可以阻止诚实方了解其输出。上述上限（t<n/3和t<n/2）已通过考虑混合对手（Fitzi等人，Crypto’98）来规避，即，同时腐败的对手，一些主动方，一些被动方，以及一些以失败-停止方式腐败的对手。例如，即使2/3的当事方出现故障（其中四分之三可能在协议中途中止，四分之一甚至可能任意不当行为），也有可能实现完美的安全性。此设置更适合于许多应用程序，其中一方崩溃的可能性比协同主动攻击更大。令人惊讶的是，自从提出混合设置的可行性结果以来，在效率方面没有取得任何进展：最先进的协议仍然需要Ω（n）的通信⁶) 每次乘法的字段元素。在本文中，我们提出了一种用于混合设置的完全安全的MPC协议，其效率与用于仅活动设置的最佳MPC协议基本相同。这是第一次允许容忍错误的多数，同时仍然提供最佳效率。作为一种特殊情况，这也导致了第一个完全安全的MPC协议，该协议可以抵抗任何数量的崩溃方，具有最佳（即n中的线性）通信。我们提供基于仿真的构造证明。

主题分类

ACM科目分类
  • 安全和隐私→ 网络安全
关键词
  • 多方计算
  • 通信成本

韵律学

相关版本

工具书类

  1. 吉拉德·阿沙罗夫和耶胡达·林德尔。BGW协议的完整证明，用于完全安全的多方计算。《密码学杂志》，30（1）：58-1512017年1月。网址：https://doi.org/10.1007/s00145-015-9214-4.
  2. B.V.Ashwinkumar、Arpita Patra、Ashish Choudhary、Kannan Srinathan和C.Pandu Rangan。在网络连通性、相位复杂度和可靠通信的通信复杂度之间进行权衡，以容忍混合对手。第27届ACM PODC编辑Rida A.Bazzi和Boaz Patt-Shamir，第115-124页。ACM，2008年8月。网址：https://doi.org/10.1145/1400751.1400768.
  3. 赛克里什纳·巴德里纳拉亚南（Saikrishna Badrinarayanan）、阿尤什·贾恩（Aayush Jain）、内森·马诺哈尔（Nathan Manohar）和阿米特·萨海（Amit Sahai）。安全MPC：懒惰通向上帝。加密电子打印档案，2018/5802018年报告。网址：https://eprint.iacr.org/2018/580.
  4. 阿西·巴拉克（Assi Barak）、马丁·赫特（Martin Hirt）、利奥·科斯卡斯（Lior Koskas）和耶胡达·林德尔（Yehuda Lindell）。针对大规模P2P MPC-as-a-service的端到端系统，以及针对弱势参与者的低带宽MPC。David Lie、Mohammad Mannan、Michael Backes和XiaoFeng Wang编辑，ACM CCS 2018，第695-712页。ACM出版社，2018年10月。网址：https://doi.org/10.1145/3243734.3243801.
  5. 唐纳德·海狸。允许一半处理器故障的多方协议。Gilles Brassard，《89年密码》编辑，LNCS第435卷，第560-572页。斯普林格，海德堡，1990年8月。网址：https://doi.org/10.1007/0-387-34805-0_49.
  6. 唐纳德·海狸。使用电路随机化的高效多方协议。Joan Feigenbaum，《91年密码》编辑，LNCS第576卷，第420-432页。施普林格，海德堡，1992年8月。网址：https://doi.org/10.1007/3-540-46766-1_34.
  7. Zuzana Beelliová-Trubíniová、Matthias Fitzi、Martin Hirt、Ueli M.Maurer和Vassilis Zikas。MPC vs.SFE：统一腐败模式下的完美安全。兰·卡内蒂（Ran Canetti），TCC 2008编辑，LNCS第4948卷，第231-250页。施普林格，海德堡，2008年3月。网址：https://doi.org/10.1007/978-3-540-78524-8_14.
  8. Zuzana Beelliová-Trubíniová和Martin Hirt。具有线性通信复杂性的完美安全MPC。兰·卡内蒂（Ran Canetti），TCC 2008编辑，LNCS第4948卷，第213-230页。施普林格，海德堡，2008年3月。网址：https://doi.org/10.1007/978-3-540-78524-8_13.
  9. 迈克尔·本·奥尔（Michael Ben-Or）、沙菲·戈德瓦瑟（Shafi Goldwasser）和阿维·威格德森（Avi Wigderson）。非密码容错分布式计算的完备性定理（扩展抽象）。第20 ACM STOC，第1-10页。ACM出版社，1988年5月。网址：https://doi.org/10.1145/6222.62213.
  10. Eli Ben-Sasson、Serge Fehr和Rafail Ostrovsky。具有不诚实少数的近线性无条件安全多方计算。Reihaneh Safavi-Naini和Ran Canetti，《2012年密码》编辑，LNCS第7417卷，第663-680页。施普林格，海德堡，2012年8月。网址：https://doi.org/10.1007/978-3642-32009-5_39.
  11. 彼得·伯曼（Piotr Berman）、胡安·加雷（Juan A Garay）和肯尼思·佩里（Kenneth J Perry）。比特最优分布式一致性。《计算机科学》，第313-321页。施普林格，1992年。谷歌学者
  12. 兰·卡内蒂。多方加密协议的安全性和组成。《密码学杂志》，13（1）：143-2022000年1月。网址：https://doi.org/10.1007/s001459910006.
  13. 兰·卡内蒂。通用可组合安全性：密码协议的新范例。第42届FOCS，第136-145页。IEEE计算机学会出版社，2001年10月。网址：https://doi.org/10.109/SFCS.2001.959888.
  14. 大卫·乔姆。间谍头目的双重代理问题：多方计算无条件地从少数群体获得安全，从多数群体获得加密。Gilles Brassard，《89年密码》编辑，LNCS第435卷，第591-602页。斯普林格，海德堡，1990年8月。网址：https://doi.org/10.1007/0-387-34805-0_52.
  15. David Chaum、Claude Crépeau和Ivan Damgard。多方无条件安全协议（扩展抽象）。第20 ACM STOC，第11-19页。ACM出版社，1988年5月。网址：https://doi.org/10.1145/6222.62214.
  16. Ashish Choudhary、Arpita Patra、B.V.Ashwinkumar、K.Srinathan和C.Pandu Rangan。完全可靠且安全的通信，可容忍静态和移动混合对手。在Reihaneh Safavi-Naini，编辑，ICITS 08，LNCS第5155卷，第137-155页。施普林格，海德堡，2008年8月。网址：https://doi.org/10.1007/978-3-540-85093-9_15.
  17. 兰·科恩和耶胡达·林德尔。安全多方计算中的公平性与保证输出交付。Palash Sarkar和Tetsu Iwata，编辑，《亚洲青年报》2014年第二部分，LNCS第8874卷，第466-485页。斯普林格，海德堡，2014年12月。网址：https://doi.org/10.1007/978-3-662-45608-8_25.
  18. 罗纳德·克莱默（Ronald Cramer）、伊万·比杰尔·达姆格德（Ivan Bjerre Damgárd）和杰斯珀·布乌斯·尼尔森（Jesper Buus Nielsen）。《安全多方计算和秘密共享》，剑桥大学出版社，2015年。网址：https://doi.org/10.1017/CBO9781107337756.
  19. 伊万·达姆格德和尤瓦尔·伊斯海。可扩展的安全多方计算。辛西娅·德沃克（Cynthia Dwork），《密码》（CRYPTO）编辑，2006年，LNCS第4117卷，第501-520页。斯普林格，海德堡，2006年8月。网址：https://doi.org/10.1007/111818175_30.
  20. 伊万·达姆加德（Ivan Damgárd）、尤瓦尔·伊斯海（Yuval Ishai）和米克尔·克罗加德（Mikkel Kröigaard）。完全安全的多方计算和加密的计算开销。Henri Gilbert，编辑，EUROCRYPT 2010，LNCS第6110卷，第445-465页。施普林格，海德堡，2010年5月/6月。网址：https://doi.org/10.1007/978-3-642-13190-5_23.
  21. 伊万·达姆加德（Ivan Damgard）、马塞尔·凯勒（Marcel Keller）、恩里克·拉赖亚（Enrique Larraia）、瓦莱里奥·帕斯特罗（Valerio Pastro）、彼得·斯科尔（Peter Scholl）和奈杰尔·斯马特。实际上，为不诚实的多数人秘密保护MPC——或者：打破SPDZ限制。Jason Crampton、Sushil Jajodia和Keith Mayes，ESORICS 2013编辑，LNCS第8134卷，第1-18页。施普林格，海德堡，2013年9月。网址：https://doi.org/10.1007/978-3-642-40203-6_1.
  22. 伊万·达姆加德和杰斯珀·布斯·尼尔森。可扩展且无条件安全的多方计算。《2007年密码》编辑阿尔弗雷德·梅内泽斯（Alfred Menezes），LNCS第4622卷，第572-590页。斯普林格，海德堡，2007年8月。网址：https://doi.org/10.1007/978-3-540-74143-5_32.
  23. 伊万·达姆加德（Ivan Damgard）、杰斯珀·布斯·尼尔森（Jesper Buus Nielsen）、安提戈尼·波利奇尼亚杜（Antigoni Polychroniadou）和迈克尔·拉斯金（Michael Raskin）。关于无条件安全乘法所需的通信。马修·罗布肖（Matthew Robshaw）和乔纳森·卡茨（Jonathan Katz），编辑，《密码》2016，第二部分，LNCS第9815卷，第459-488页。斯普林格，海德堡，2016年8月。网址：https://doi.org/10.1007/978-3-662-53008-5_16.
  24. 伊万·达姆加德（Ivan Damgárd）、瓦莱里奥·帕斯特罗（Valerio Pastro）、奈杰尔·斯马特（Nigel P.Smart）和萨拉·扎卡里亚斯（Sarah Zakarias）。基于某种同态加密的多方计算。Reihaneh Safavi-Naini和Ran Canetti，《2012年密码》编辑，LNCS第7417卷，第643-662页。施普林格，海德堡，2012年8月。网址：https://doi.org/10.1007/978-3642-32009-5_38.
  25. 丹尼·多列夫、辛西娅·德沃克、奥莉·沃茨和莫蒂·容格。完美安全的信息传输。美国医学会杂志，40（1）：17-471993年1月。谷歌学者
  26. 马蒂亚斯·菲茨（Matthias Fitzi）、马丁·赫特（Martin Hirt）和尤利·莫勒（Ueli M.Maurer）。无条件多方计算中的隐私交易正确性（扩展抽象）。雨果·克劳茨克（Hugo Krawczyk），《98年密码》（CRYPTO’98）编辑，LNCS第1462卷，第121-136页。斯普林格，海德堡，1998年8月。网址：https://doi.org/10.1007/BFb0055724.
  27. Juan A.Garay和Kenneth J.Perry。分布式计算的连续故障模型。Adrian Segall和Shmuel Zaks，编辑，《分布式算法：第六届国际研讨会》，WDAG’92 Haifa，Israel，第153-165页，柏林，海德堡，1992年。施普林格-柏林-海德堡。谷歌学者
  28. Daniel Genkin、Yuval Ishai和Antigoni Polychroniadou。高效的多方计算：通过安全的SIMD电路从被动安全性到主动安全性。罗萨里奥·根纳罗（Rosario Gennaro）和马修·J·B·罗布肖（Matthew J.B.Robshaw），《密码》2015年第二部分，LNCS第9216卷，第721-741页。施普林格，海德堡，2015年8月。网址：https://doi.org/10.1007/978-3-662-48000-7_35.
  29. Daniel Genkin、Yuval Ishai、Manoj Prabhakaran、Amit Sahai和Eran Tromer。使用应用程序保护计算安全，电路能够抵抗附加攻击。第46届ACM STOC编辑David B.Shmoys，第495-504页。ACM出版社，2014年5月/6月。网址：https://doi.org/10.1145/2591796.2591861.
  30. 侯赛因·戈多西（Hossein Ghodosi）和约瑟夫·皮埃尔兹克（Josef Pieprzyk）。多方计算与无处不在的对手。在Stanislaw Jarecki和Gene Tsudik，编辑，PKC 2009，LNCS第5443卷，第180-195页。斯普林格，海德堡，2009年3月。网址：https://doi.org/10.1007/978-3-642-00468-1_11.
  31. 奥德·戈尔德雷奇（Oded Goldreich）。密码学基础：基本应用，第2卷。剑桥大学出版社，英国剑桥，2004年。谷歌学者
  32. 奥德·戈德雷奇、西尔维奥·米卡利和阿维·威格德森。如何玩任何心理游戏或诚实多数协议的完备性定理。阿尔弗雷德·阿霍（Alfred Aho），编辑，第19届ACM STOC，第218-229页。ACM出版社，1987年5月。网址：https://doi.org/10.1145/28395.28420.
  33. Vipul Goyal、Yanyi Liu和Yifan Song。通信高效无条件MPC，输出交付有保障。Alexandra Boldyreva和Daniele Micciancio，编辑，《密码2019》第二部分，LNCS第11693卷，第85-114页。海德堡施普林格，2019年8月。网址：https://doi.org/10.1007/978-3-030-26951-7_4.
  34. 马丁·赫特（Martin Hirt）、克里斯托夫·卢卡斯（Christoph Lucas）、尤利·莫勒（Ueli Maurer）和多米尼克·劳布（Dominik Raub）。多方计算中的优雅降级（扩展抽象）。谢尔盖·费尔（Serge Fehr），编辑，ICITS 11，LNCS第6673卷，第163-180页。施普林格，海德堡，2011年5月。网址：https://doi.org/10.1007/978-3-642-20728-0_15.
  35. Martin Hirt、Ueli M.Maurer和Bartosz Przydatek。高效安全的多方计算。在冈本达崎（Tatsuaki Okamoto），编辑，ASIACRYPT 2000，LNCS第1976卷，第143-161页。斯普林格，海德堡，2000年12月。网址：https://doi.org/10.1007/3-540-44448-3_12.
  36. Martin Hirt、Ueli M.Maurer和Vassilis Zikas。MPC与SFE：无条件和计算安全。Josef Pieprzyk，编辑，ASIACRYPT 2008，LNCS第5350卷，第1-18页。施普林格，海德堡，2008年12月。网址：https://doi.org/10.1007/978-3-540-89255-7_1.
  37. Martin Hirt和Marta Mularczyk。混合对手的高效MPC。Cryptology ePrint Archive，报告2020/3562020。（本文的完整版本）。网址：https://eprint.iacr.org/2020/356.
  38. 马丁·赫特和杰斯珀·布斯·尼尔森。具有线性通信复杂性的鲁棒多方计算。在Cynthia Dwork，编辑，CRYPTO 2006，LNCS第4117卷，第463-482页。斯普林格，海德堡，2006年8月。网址：https://doi.org/10.1007/11818175_28.
  39. Yuval Ishai、Eyal Kushilevitz、Yehuda Lindell和Erez Petrank。在安全多方计算中结合隐私和有保证的输出传递。辛西娅·德沃克（Cynthia Dwork），《密码》（CRYPTO）编辑，2006年，LNCS第4117卷，第483-500页。斯普林格，海德堡，2006年8月。网址：https://doi.org/10.1007/11818175_29.
  40. 乔纳森·卡茨。在安全多方计算中实现“两全其美”。David S.Johnson和Uriel Feige，编辑，第39届ACM STOC，第11-20页。ACM出版社，2007年6月。网址：https://doi.org/10.1145/1250790.1250793.
  41. 乔纳森·卡茨（Jonathan Katz）、尤利·莫雷尔（Ueli Maurer）、比约恩·塔克曼（Björn Tackmann）和瓦西里斯·齐卡斯（Vassilis Zikas）。通用的可组合同步计算。Amit Sahai，TCC 2013编辑，LNCS第7785卷，第477-498页。施普林格，海德堡，2013年3月。网址：https://doi.org/10.1007/978-3642-36594-2_27.
  42. 马塞尔·凯勒（Marcel Keller）、艾曼纽拉·奥西尼（Emmanuela Orsini）和彼得·斯科尔（Peter Scholl）。MASCOT：通过不经意的传输实现更快的恶意算法安全计算。Edgar R.Weipper、Stefan Katzenbeisser、Christopher Kruegel、Andrew C.Myers和Shai Halevi，编辑，ACM CCS 2016，第830-842页。ACM出版社，2016年10月。网址：https://doi.org/10.1145/2976749.2978357.
  43. 塔尔·拉宾和迈克尔·本·奥尔。诚实多数的可验证秘密共享和多方协议（扩展抽象）。第21版ACM STOC，第73-85页。ACM出版社，1989年5月。网址：https://doi.org/10.1145/73007.73014.
  44. 阿迪·沙米尔。如何分享一个秘密。计算机协会通讯，22（11）：612-6131979年11月。谷歌学者
  45. 安德鲁·齐齐姚（Andrew Chi-Chih Yao）。安全计算协议（扩展抽象）。第23届FOCS，第160-164页。IEEE计算机学会出版社，1982年11月。网址：https://doi.org/10.109/SFCS.1982.38.
问题/备注/反馈
X（X）

Dagstuhl出版社反馈


感谢您的反馈！

已提交反馈

无法发送消息

请稍后再试或发送电子邮件
© 2023-2024Schloss Dagstuhl–LZI股份有限公司 印记 隐私 联系人