题名 低带宽场景下防合谋多方隐私集合并集协议
1
作者
张恩 王梦涛 郑东 禹勇 黄昱晨
机构
河南师范大学计算机与信息工程学院 河南省教育人工智能与个性化学习重点实验室 西安邮电大学无线网络安全技术国家工程实验室 陕西师范大学计算机科学学院
出处
《通信学报》
北大核心
2025年第1期210-221,共12页
基金
国家自然科学基金资助项目(No.62372157)。
文摘
针对现存的多方隐私集合并集(MPSU)协议存在交互轮数多以及通信开销大等问题,使其无法在低带宽场景中得以有效应用,设计了一种基于不经意键值存储和门限同态加密技术的不经意匹配置换方法,并运用该方法提出了一种半诚实模型下的多方隐私集合并集协议。该协议允许N个参与方共同计算所有集合的并集,且不会泄露任何其他的信息,具有通信轮数少、能抵御N-1个参与方的合谋、通信开销低等优势,比现有最先进的多方隐私集合并集的通信开销降低了65%左右。
关键词
多方隐私集合并集 低带宽场景 不经意键值存储 半诚实模型 门限同态加密
Keywords
multi-party private set union low-bandwidth scenario oblivious key-value store semi-honest model threshold homomorphic encryption
分类号
TP309
[自动化与计算机技术—计算机系统结构]
题名 高效可扩展的隐私集合交集基数方案研究
2
作者
李功丽 刘威辰 郑东
机构
河南师范大学计算机与信息工程学院 西安邮电大学网络空间安全学院
出处
《通信学报》
北大核心
2025年第5期272-282,共11页
基金
国家自然科学基金资助项目(No.62372157) 河南省科技攻关计划基金资助项目(No.232102211057)。
文摘
针对现有两方隐私集合交集基数(PSI-CA)方案计算开销大的问题,提出了一种高效的两方PSI-CA协议。该协议利用不经意键值存储(OKVS)和不经意密钥共享伪随机函数(OKS-PRF)隐藏交集元素信息,能显著优化协议的执行时间,同时可扩展到多方PSI-CA场景。实验结果表明,当集合大小为220时,所提两方PSI-CA协议能够在36.61s内完成,执行速度是目前最快两方协议的1.8倍。当参与方数量为23,集合大小为220时,所提多方PSI-CA协议可在115.32s内完成,并能抵抗N-2个参与方合谋。
关键词
隐私集合交集基数 抗合谋 不经意键值存储 不经意 密钥共享伪随机函数
Keywords
private set intersection cardinality collusion-resistance oblivious key-value store obliviou key-sharing pseudorandom function
分类号
TP309
[自动化与计算机技术—计算机系统结构]
题名 抗恶意敌手的线性门限隐私集合交集协议
3
作者
贾正坤 张恩 王梦涛
机构
河南师范大学计算机与信息工程学院 河南师范大学河南省教育人工智能与个性化学习重点实验室
出处
《计算机应用研究》
CSCD
北大核心
2024年第9期2846-2853,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(62072159,62002103,6207608) 河南省科技攻关项目(232102211057)。
文摘
门限隐私集合交集(TPSI)是安全多方计算中的一种特例,其在机器学习、共享拼车、指纹识别等多个领域有广泛的应用。然而,目前存在的方案均基于计算复杂度较高的算法,并且仅在半诚实模型下实现,导致协议计算开销较大且无法抵抗恶意敌手的攻击。为了解决以上问题,首先提出了一个向量不经意匹配测试(VOMT)协议,并基于VOMT和布谷鸟哈希设计了一个高效的半诚实TPSI协议。此外,结合VOMT与对称密钥加密方案构造出向量不经意解密匹配测试(VODMT)协议,并基于VODMT与不经意伪随机函数设计了一个可以抵抗恶意敌手的TPSI协议。随后,分别在半诚实模型和恶意模型下证明了协议的安全性,并分析得出两个协议的计算复杂度和通信复杂度均为线性。在集合大小为4096时,提出的两个协议的在线运行时间分别为0.81 s和1.81 s,而先前的工作则需要5627 s,所以两个协议均是高效的。
关键词
隐私计算 门限隐私集合交集 不经意 键值 对存储 不经意 伪随机函数布谷鸟哈希
Keywords
private compute threshold private set intersection oblivious key-value stores oblivious pseudorandom function cuckoo hash
分类号
TP309
[自动化与计算机技术—计算机系统结构]
题名 抗恶意敌手的多方概率门限隐私集合交集方法
4
作者
巩一德 张恩 王梦涛
机构
河南师范大学计算机与信息工程学院
出处
《计算机应用研究》
CSCD
北大核心
2024年第12期3834-3842,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(62072159,62002103,6207608)。
文摘
概率门限隐私集合交集研究作为门限隐私集合交集的一种概率变体,在指纹或人脸识别、联邦学习等领域比确定型门限隐私集合交集协议效率更高。然而现有的概率门限隐私集合交集协议缺少针对恶意模型下的多方概率门限隐私集合交集的研究。针对该问题,提出了两种在恶意模型下安全的多方概率门限隐私集合交集协议。第一个多方概率门限隐私集合交集协议在参与方之间没有合谋行为时,能够抵御任意恶意敌手,并且使用对称密钥源语高效地实现了协议。该协议在八个参与方的场景下,集合大小为2^(20),门限值为0.5 n,协议的时间成本约为24.59 s。此外,在第一个协议的基础上结合零共享方案以及不经意可编程伪随机函数设计了一种抗合谋版本的协议,即当两个指定参与方不同时参与合谋时,该协议可以抵抗任意参与方子集进行合谋攻击。在相同实验设置下,当合谋参与方数量为N/2时,协议的时间成本约为40.00 s。与现有方案的实验对比可得,该协议具有更多的应用场景与更好的效率。
关键词
概率门限隐私集合交集 不经意 键值 对存储 恶意安全 不经意 可编程伪随机函数
Keywords
probabilistic threshold private set intersection oblivious key-value stores malicious security oblivious programmable pseudorandom function
分类号
TP309
[自动化与计算机技术—计算机系统结构]
题名 高效且平衡的多方PSI协议
5
作者
张磊 杨芜蔚 叶前呈 连帅帅 赵兴丰
机构
佳木斯大学信息电子技术学院
出处
《计算机应用研究》
2025年第9期2816-2824,共9页
基金
黑龙江省省属高等学校基本科研业务费优秀创新团队建设项目(2022-KYYWF-0654) 佳木斯大学国家基金培育项目(JMSUGPZR2022-014) +6 种基金 黑龙江省自主智能与信息处理重点实验室开放课题(ZZXC202302) 佳木斯大学“东极”学术团队资助项目(DJXSTD202417) 黑龙江省省属本科高校优秀青年教师基础研究支持计划资助项目(YQJH2024239) 黑龙江省外国专家项目(G2024020) 黑龙江省自然科学基金联合基金培育项目(PL2024F002) 河北省教育厅科学研究项目(ZC2024118) 邯郸市教育科学“十四五”规划课题(22YB074)。
文摘
随着应用场景的多样化和私有数据共享规模的扩大,多方隐私集合交集计算(private set intersection,PSI)成为协同数据处理中的一个研究热点。然而,现有的多方PSI协议大多存在着参与方之间开销不平衡的问题,这不仅影响参与方之间的公平性,还影响协议的总体效率。针对该问题,基于不经意键值存储和秘密分享技术,提出了一个高效、平衡的多方PSI协议(EBMPSI)。该协议具备面向所有半诚实敌手的安全性,且可抵抗多个参与方的合谋攻击。理论和实验分析表明,EBMPSI协议有效地平衡了各个参与方之间的计算和通信开销。与现有方案的实验对比表明,EBMPSI协议在资源分布均匀的环境中展现出更高的执行效率。
关键词
多方隐私集合求交 抗合谋 不经意键值存储 秘密分享技术
Keywords
multi-party PSI collusion resistance oblivious key value store secret sharing
分类号
TP309.2
[自动化与计算机技术]
