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基于ELWE的多密钥全同态加密方案
1
作者 祁正华 何菲菲 何校漫 《南京邮电大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期90-98,共9页
格上基于容错学习(LWE)的多密钥全同态加密方案在密钥生成阶段通常直接选取随机矩阵和秘密向量,攻击者容易获得足够多低范数秘密向量或低范数的误差向量,从而获得秘密向量,使得公钥加密的安全性受到削弱。规避LWE(ELWE)是非标准LWE的一... 格上基于容错学习(LWE)的多密钥全同态加密方案在密钥生成阶段通常直接选取随机矩阵和秘密向量,攻击者容易获得足够多低范数秘密向量或低范数的误差向量,从而获得秘密向量,使得公钥加密的安全性受到削弱。规避LWE(ELWE)是非标准LWE的一种变体,指即使敌手额外获得了短高斯前像,加密方案仍可以避免归零攻击。首先基于ELWE构造了一个选择明文安全的单密钥全同态加密方案;其次利用线性组合算法提出了一种密文扩展算法,将单密钥方案扩展为多密钥加密方案。方案的扩展扩大了应用空间,且构造的多密钥方案与其他方案的对比表明,所提方案将解密噪声从8(8m^(4)+m)mkδ降低为2(2m+1)mkδ,具有更强的实用性。 展开更多
关键词 多密钥全同态加密 规避容错学习 格
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多密钥全同态加密研究 被引量：7
2
作者 李宁波 周潭平 +2 位作者 车小亮 杨晓元 韩益亮 《密码学报》 CSCD 2020年第6期713-734,共22页
多密钥全同态加密支持对不同用户(密钥)的密文数据进行分析处理,处理后的结果可由所有参与计算的用户联合解密,其相对于传统的(单密钥)全同态加密,更加适用于云环境下多用户数据的隐私保护和处理.此外,由于格密码自身具有的抗量子攻击特... 多密钥全同态加密支持对不同用户(密钥)的密文数据进行分析处理,处理后的结果可由所有参与计算的用户联合解密,其相对于传统的(单密钥)全同态加密,更加适用于云环境下多用户数据的隐私保护和处理.此外,由于格密码自身具有的抗量子攻击特性,基于格的多密钥全同态加密成为近年来相关密码学者的研究热点.自2012年López-Alt等人提出多密钥全同态加密方案LTV12至今,多密钥全同态加密在传统的(单密钥)全同态加密的基础上蓬勃发展.本文从MKFHE的研究现状、MKFHE方案的典型构造、利用MKFHE来构造云环境下的安全多方计算(Multi-Party Computing,MPC)、当前MKFHE存在的问题以及未来发展趋势等方面,对近年来多密钥全同态加密的发展进行分析与研究. 展开更多
关键词 云计算 隐私保护 多密钥全同态加密
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云环境下基于多密钥全同态加密的定向解密协议设计 被引量：2
3
作者 李宁波 周昊楠 +1 位作者 车小亮 杨晓元 《信息网络安全》 CSCD 北大核心 2020年第6期10-16,共7页
如何在不泄露个人隐私的前提下,对多用户的隐私数据进行分析处理,是当前云环境下迫切需要解决的问题。多密钥全同态加密(Multi-key Fully Homomorphic Encryption,MKFHE)支持对不同用户(密钥)的密文数据进行分析处理,处理后的结果可由... 如何在不泄露个人隐私的前提下,对多用户的隐私数据进行分析处理,是当前云环境下迫切需要解决的问题。多密钥全同态加密(Multi-key Fully Homomorphic Encryption,MKFHE)支持对不同用户(密钥)的密文数据进行分析处理,处理后的结果可由所有参与计算的用户联合解密,是实现云环境下多用户数据间安全分析与隐私保护的有力工具。当前主流的MKFHE在联合解密的过程中,通常需要利用安全多方计算中的相关技术,如OT(不经意传输)协议等,来保证广播过程的安全,从而使得解密过程较为复杂。与此同时,解密结果不具备可控性,即对于合法用户而言最终解密的场景并不适用。为了解决这一问题,文章设计实现了基于GSW型MKFHE的定向解密协议,协议底层的全同态加密方案基于误差学习问题(Learning with Errors,LWE),其安全性可以规约到标准模型下理想格的困难问题。该协议能够允许任意合法用户来执行最终的解密过程,相较于GSW型MKFHE方案MW16的解密过程,该解密协议增强了数据拥有者对于密文结果的可控性,且不需要使用安全多方计算中的相关技术,降低了解密过程的交互次数和复杂性,提高了解密过程效率,具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 多密钥全同态加密 隐私保护 定向解密
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基于多密钥全同态加密方案的无CRS模型安全多方计算 被引量：7
4
作者 唐春明 胡业周 李习习 《密码学报》 CSCD 2021年第2期273-281,共9页
利用多密钥全同态加密方案(multi-key fully homomorphic encryption scheme,MFHE)可以设计一个安全多方计算协议.在公共随机串(common random string,CRS)模型中构造的安全多方计算协议,每一个参与方在生成公钥阶段要用到一个公共随机... 利用多密钥全同态加密方案(multi-key fully homomorphic encryption scheme,MFHE)可以设计一个安全多方计算协议.在公共随机串(common random string,CRS)模型中构造的安全多方计算协议,每一个参与方在生成公钥阶段要用到一个公共随机矩阵,这削弱了每个人独立生成公钥的能力.本文首先设计一个无CRS的基于GSW的安全多方计算协议,与已有的同类协议相比,由于我们的方案利用了编码操作,从而把单密钥密文扩展成多密钥密文,提高了效率,并将解密噪音从2(m4+m)mNBχ降低到(2+m)mNBχ.我们也以LWE假设为依据构造了一个无CRS模型的3轮安全多方计算协议,并证明其在半恶意敌手的情形下是安全的. 展开更多
关键词 多密钥全同态加密 CRS模型 LWE 安全多方计算 半恶意敌手
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环LWE上高效的多密钥全同态加密方案 被引量：7
5
作者 车小亮 周昊楠 +3 位作者 杨晓元 周潭平 刘龙飞 李宁波 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期87-95,共9页
基于RLWE问题的BGV型多密钥全同态加密方案具有较大的密文量和密钥量,且生成计算密钥的过程复杂,致使同态运算效率较低。针对该问题,提出了一种密钥量小、计算密钥生成效率高的BGV型多密钥全同态加密方案。首先,通过改进密文的扩展形式... 基于RLWE问题的BGV型多密钥全同态加密方案具有较大的密文量和密钥量,且生成计算密钥的过程复杂,致使同态运算效率较低。针对该问题,提出了一种密钥量小、计算密钥生成效率高的BGV型多密钥全同态加密方案。首先,通过改进密文的扩展形式,优化了计算密钥的生成算法,提高了计算密钥的生成效率;其次,利用低位比特丢弃技术,减小了计算密钥生成算法中的计算冗余,降低了计算开销;最后,根据优化的算法,结合模交换技术和密钥交换技术,构造了一种高效的层级BGV型多密钥全同态加密方案。相比于现有的层级BGV型多密钥全同态加密方案,新方案在满足IND-CPA安全的条件下,简化了计算密钥生成过程,降低了存储和计算开销,且同态运算过程中产生的噪声值较小,运算效率较高。 展开更多
关键词 多密钥全同态加密 密文扩展算法 计算密钥 密钥交换 混合同态乘法
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NTRU型多密钥全同态加密方案的优化 被引量：4
6
作者 车小亮 周潭平 +3 位作者 李宁波 周昊楠 刘龙飞 杨晓元 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期186-193,共8页
现有的NTRU型多密钥全同态加密方案多是基于2的幂次分圆多项式环构造的,全同态计算过程使用了复杂的密钥交换操作,这类方案容易遭受子域攻击,且同态运算效率较低,对此本文提出了一个安全性更好、效率更高的NTRU型多密钥全同态加密方案... 现有的NTRU型多密钥全同态加密方案多是基于2的幂次分圆多项式环构造的,全同态计算过程使用了复杂的密钥交换操作,这类方案容易遭受子域攻击,且同态运算效率较低,对此本文提出了一个安全性更好、效率更高的NTRU型多密钥全同态加密方案。首先,将现有方案底层的分圆多项式环扩展应用到素数次分圆多项式环上,给出了基于素数次分圆多项式环的NTRU型多密钥全同态加密的基础方案模型(B-MKFHE方案),该方案模型可以抵御更多的子域攻击。其次,在B-MKFHE方案模型的基础上,通过扩展密文多项式维度,优化了NTRU型多密钥同态运算结构,使得同态运算过程不再需要复杂耗时的密钥交换操作。最后,根据优化的多密钥同态运算结构,结合模交换技术,构造了无需密钥交换的层级的NTRU型多密钥全同态加密方案(M-MKFHE方案)。分析结果表明,本文提出的M-MKFHE方案能有效抵御子域攻击,满足IND-CPA安全。与B-MKFHE方案相比,M-MKFHE方案具有更小的存储开销和计算开销,同态运算过程中产生的噪声值较小,运算效率较高,且支持更深层次的同态运算。 展开更多
关键词 NTRU型多密钥全同态加密 素数次分圆多项式环 密文扩展 同态运算结构 IND-CPA安全
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多方全同态加密研究进展 被引量：2
7
作者 徐科鑫 王丽萍 《密码学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第4期719-739,共21页
全同态加密支持对密文直接进行计算,进而保障了在不可信环境中操作敏感信息的安全性和隐私性.为适应由多个数据持有者提供私有信息的联合计算场景,多参与方下的全同态加密逐渐受到关注.近十年来,大量相关工作展开,主要的技术路线分为门... 全同态加密支持对密文直接进行计算,进而保障了在不可信环境中操作敏感信息的安全性和隐私性.为适应由多个数据持有者提供私有信息的联合计算场景,多参与方下的全同态加密逐渐受到关注.近十年来,大量相关工作展开,主要的技术路线分为门限全同态加密、多密钥全同态加密以及多群全同态加密.同时,多方全同态加密的发展进一步推动了多方安全计算领域的进步.本文从传统的单密钥全同态加密出发,系统全面地对多方全同态加密的前沿进展做出综述性报告,并对其中的代表性构造进行详细介绍.最后,对现有研究工作进行整体分析并总结存在问题. 展开更多
关键词 全同态加密 门限全同态加密 多密钥全同态加密 多群全同态加密 安全多方计算
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基于多密钥同态技术的安全多方计算协议 被引量：4
8
作者 王会勇 冯勇 +1 位作者 赵岭忠 唐士杰 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期69-76,共8页
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... 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. 展开更多
关键词 安全多方计算 多密钥全同态加密 密钥同态 门限解密 GSW13
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