计算机科学与技术

基于多密钥同态技术的安全多方计算协议

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  • 1. 中国科学院大学 成都计算机应用研究所,四川 成都 610041; 2. 桂林电子科技大学 数学与计算科学学院,广西 桂林 541004; 3. 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 自动推理与认知重庆市重点实验室,重庆 400714; 4. 桂林电子科技大学 广西可信软件重点实验室,广西 桂林 541004
王会勇( 1977-) ,男,博士,讲师,主要从事网络信息安全研究.

收稿日期: 2016-06-07

  修回日期: 2017-03-29

  网络出版日期: 2017-06-01

基金资助

国家自然科学基金资助项目( 61262008,61462017) ; 广西密码学与信息安全重点实验室开放课题( GCIS201622)

A Secure Multi-Party Computation Protocol on the Basis of Multi-Key Homomorphism

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  • 1.Chengdu Institute of Computer Applications,University of Chinese Academy of Sciences,Chengdu 610041,Sichuan,China; 2.School of Mathematics and Computing Science,Guilin University of Electronic Technology,Guilin 541004,Guangxi,China; 3.Chongqing Key Laboratory of Automatic reasoning and Cognition,Chongqing Institute of Green Intelligent Technology,Chinese Academy of Sciences,Chongqing 400714,China; 4.Guangxi Key Laboratory of Trusted Software,Guilin University of Electronic Technology,Guilin 541004,Guangxi,China
王会勇( 1977-) ,男,博士,讲师,主要从事网络信息安全研究.

Received date: 2016-06-07

  Revised date: 2017-03-29

  Online published: 2017-06-01

Supported by

Supported by the National Natural Science Foundation of China ( 61262008,61462017)

摘要

为构造具有良好性能的多密钥安全多方计算( SMC) 协议,对 Gentry-Sahai-Waters( GSW13) 全同态加密( FHE) 方案的密钥同态性质进行了研究. 在此基础上提出了一个基于 GSW13 方案的层次型多密钥 SMC 协议,该协议构造方式简单,只需要 3 轮通信,且在半诚实与半恶意环境和公共随机串模型下,其安全性可以归结到容错学习问题( LWE)和它的一个变种问题; 分析了该变种问题的困难性,并给出了半恶意模型下该协议的形式化安全证明. 该协议自然构成一个相同环境下的层次型多密钥全同态加密方案. 对比分析表明,文中协议在整体性能上优于已有方案.

本文引用格式

王会勇 冯勇 赵岭忠 唐士杰 . 基于多密钥同态技术的安全多方计算协议[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2017 , 45(7) : 69 -76 . DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.07.010

Abstract

In order to build a multi-key secure multi-party computation ( SMC) protocol with high performance,the key homomorphic properties of Gentry-Sahai-Waters ( GSW13) fully-homomorphic encryption ( FHE) scheme is in- vestigated.Afterwards,a general multi-key SMC protocol with simple structure,which needs only 3 rounds of inter- actions,is proposed on the basis of leveled GSW13.In the semi-honesty and semi-malicious setting as well as in the common random string model,the security of the protocol relies on the learning with errors ( LWE) problem and a variant of LWE.Then,the difficulty in solving the variant is analyzed,and a formalized security proof in semi- malicious setting is given.The proposed SMC protocol naturally constitutes a leveled multi-key FHE scheme in the same setting.Comparative analysis results show that the proposed protocol is superior to the existing schemes in terms of overall performance.
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