MPC系列 資訊理論安全的混淆電路

2021-10-11 12:33:18 字數 1501 閱讀 8220

kolesnikov的門估值秘密共享方案(gate evaluation secret sharing,gess)是高效的資訊理論安全的亂碼電路方案。 

在gess方案中,每條導線的輸入都是子秘密,子秘密由秘密共享方案產生,所有的輸出是秘密分享方案中將要被分享的秘密。

首先gess生成兩個隨機數?0, ?1,讓?10對應的加密值為?0,讓?11對應的加密值為?1。當導線?1輸入為0時,對應於?10,導線?2也有兩種輸入的可能,分別為0和1,對應兩個導線?3的輸出。同理如果確定了導線?2的輸入如為?20,根據導線?1的不同輸入0和1,也只會有兩種輸出可能?00和?10(注意這裡?00和?01只代表輸出可能,實際根據具體的門?,?00和?01的具體值可能相 等也可能不等)。

因為電路計算時?1對應的是加密值?0和?1,為了標識出解密?2的加密值時需要使用的是哪個部分,需要對?0和?1附加乙個指標位元?,用來告知重構各個 子秘密的參與者使用?2的哪一部分進行解密,可以實現約定當指標位元?=0時,使用?2的左半部分,當?=1時,使用?2的右半部分。

為了掩蓋各個資料塊的順序,再產生乙個隨機的翻轉位元?,用於打亂資料塊的順序。如當?=0時,保持原來順序,當?=1時,將一二兩行和三四兩行進行對調。

對於gess方案來說,導線?2的輸入長度是?1長度的兩倍,當電路深度增加時,導線的輸入會越來越長。為了降低輸入長度,可以根據or門和and門的特性進行優化。先觀察與門的真值表,如下圖所示:可以看到與門的輸出導線?3的結果中有三個相同,即?00=?01=?10。

因此導線?2對應的加密值有多行的值相同,統一用?00代替,可以得到:

可以看到當導線?2的輸入的左側都相等,因此?2的輸入左側只需要一?0⨁?00即可,以此來降低資料量。同理,對於或門也可以進行類似的替代,以降低資料量。or門的真值表如下圖所示: 統一使用?01進行代替,可得:

可以看到當導線?2的輸入右側部分只需要一組?1⨁?01,可以直接使用一組?1⨁?01來作為導線?2的右側輸入,以此來降低資料量。

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