整數上全同態加密方案分析(1)

2021-08-15 19:01:51 字數 2075 閱讀 6211

陳智罡部落格:

《fully homomorphic encryption over the integers》簡稱

dghv

方案《computing arbitrary functions of encrypted data》簡稱

cafed

**我是先從陳智罡的部落格開始學習全同態加密的,畢竟是中文寫的,新增了不少自己的理解,比直接閱讀英文**來的簡單。但因為陳智罡已經詳細地閱讀過英文文獻,所以有許多關於全同態加密的基本概念並沒有介紹的很清楚。這時候如果我們想弄懂那些基本概念,我們就該閱讀《fully homomorphic encryption over the integers》這篇英文**了。**篇幅有點長,如果想加快進度,可以先翻譯成中文再進行閱讀。至於

gentry

寫的《computing arbitrary functions of encrypted data

》,這相當於一篇科普型別的文章,不過如果你把它想的太簡單,我想說你錯了。這裡面也有許多專業的名詞,簡單來說

gentry

就是把他的博士**簡化了來給我們介紹全同態加密,可大神的思路豈是我們這些凡人可以簡單領悟的。當然了,

gentry

的物理比喻簡直是太精妙了,讓人不得不佩服。接下來我就先從

gentry

的物理比喻開始整理我的學習思路。

alice是一家珠寶店的老闆,她想讓工人把金子、鑽石等稀有材料加工成項鍊、手鍊等。但是工人在加工的過程中有可能會偷這些稀有材料呀,畢竟這些稀有材料都很值錢呢…因此能不能有一種方法,讓工人可以對稀有材料進行加工,但是不能得到任何稀有材料?

alice想的解決辦法:

alice

將這些稀有材料鎖在乙個密閉的、透明的盒子裡面,這個盒子安裝了乙個手套。工人可以帶著這個手套,對盒子內部的稀有材料進行處理。但是由於盒子是鎖著的,所以工人不僅拿不到稀有材料,連處理過程中掉下的任何材料都拿不到。加工完成後,

alice

拿回這個盒子,把鎖開啟,就得到加工完成的成品。

這個盒子大概是這個樣子的:

看起來alice想的這個辦法不錯,剛好

acme glovebox

公司生產這樣的手套箱,所以

alice

從acme glovebox

公司訂購了乙個手套箱。 但不幸的是,她收到的手套箱是有缺陷的。主要缺陷是:工人使用手套

1分鐘後,手套變得很硬無法再繼續使用。但有一些複雜的作品需要乙個多小時才能組裝完成。

值得注意的是:手套箱中有乙個單向插入插槽,如同郵局的郵箱一樣。它們也很靈活,可以通過插槽將乙個盒子放在另乙個盒子裡面。

為了解決手套箱的缺陷,alice又想到了新的辦法,

alice

還是非常聰明的嘛。

alice想到的解決辦法是:

alice

給工人乙個手套箱,

1號盒子(包含需要加工的原材料)。同時她還給了工人幾個額外的手套箱,其中

2號盒子包含

1號盒子的鑰匙,

3號盒子包含

2號盒子的鑰匙等等。為了組裝乙個複雜的設計,工人加工

1號盒子裡的材料,直到手套變硬。然後,他將

1號盒子放在

2號盒子中,其中

2號盒子中已經包含

1號盒子鎖的鑰匙。使用

2號盒子的手套,他用鑰匙開啟

1號盒子,提取部分組裝好的飾品,然後在

2號盒子內繼續裝配,直到手套變硬。然後,他將

2號盒子放在

3號盒子內,依此類推。當工人們最後在

n號盒子裡面完成他的裝配時,他把盒子交給

alice

。當然,alice注意到,除非工作人員可以在

(i + 1)

號盒子內開啟

i 號盒子,並且還有時間

(i + 1)

號盒子的手套變硬之前,可以對飾品進行加工,這就要求解鎖操作(加上一點點組裝工作)花費不到一分鐘的時間。如此看來只要她有足夠多的有缺陷的手套箱,就可以裝配任何一件飾品,不管多麼複雜!

這部分說的有些囉嗦和複雜,請耐心地多閱讀幾遍吧!

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