同态加密隐私求交

发布网友发布时间：2024-10-16 20:17

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热心网友时间：2024-10-17 22:42

本文深入探讨了如何利用全同态加密(Fully Homomorphic Encryption, FHE)实现隐私求交(Private Set Intersection, PSI)的高效协议，以降低多方数据集交集计算时的通信成本和隐私风险。在传统PSI协议中，接收方(数据集Y较小的一方)和发送方(数据集X较大)之间的通信成本通常较高，尤其当数据量差异显著时。2017年的一项研究提出了一种创新方法，通过FHE的特性，使得通信成本显著降低到仅需[公式]。

核心思路是利用FHE的同态性，即使数据经过加密，发送方也能对加密后的数据进行运算，而不会泄露原始信息。接收方收到加密后的Y后，发送方使用相同的公钥加密X，但由于随机数的引入，即使是相同的明文，加密后的结果也不同。这样，发送方不能直接对比，而是通过计算[公式]，让接收方根据解密后的结果判断y是否在交集中，同时保证了数据隐私。

文章还强调了协议的安全性，确保在半诚实安全模型下，IND-CPA安全的FHE（如Paillier和Elgamal）能提供必要的电路隐私，使得攻击者无法通过选择性明文攻击获取额外信息。通过一系列PSI和FHE的优化技术，如Cuckoo Hashing、Splitting、Batching、Windowing和Modulus Switching，进一步提高了效率和减少通信成本。

其中，Batching通过并行计算显著降低了计算成本和电路深度，而Modulus Switching则通过格上FHE减小了密文长度，降低了通信量。最终，完整协议在带宽为10Mbps或1Mbps时，相比于最优PSI协议，显示出了在通信成本和计算效率上的显著提升。