Skip to content

安全多方计算

Secure multiparty computation · MPC

多方在不泄露各自私有输入的情况下共同计算函数。

条目类型
模型

形式陈述

安全多方计算(MPC)允许参与者 P1,,Pn 持有私有输入 x1,,xn,共同计算指定功能 f(x1,,xn)。安全性按基于模拟的 real/ideal 范式表达:对每个模型允许的真实对手 A,存在高效模拟器 S,使环境在真实协议与理想功能间的接受概率差可忽略;若要求统计安全,则相应输出 ensemble 的总变差可忽略。安全结论必须说明静态/自适应、半诚实/恶意、可腐化人数、同步性、广播与设置假设。

直觉

MPC 让多方在不公开各自输入的情况下共同计算函数,只泄露预先允许的输出。理想功能把可信第三方的输入、输出、abort 与调度权限写成规格;MPC 页面负责说明具体功能和腐化模型,通用的模拟量词、stand-alone/UC 与优势规范由上面的范式页承担。是否要求公平性、保证输出或只保证隐私,会直接改变理想功能。

例子与边界

多方可在不公开各自工资的情况下得到总和或平均值,但输出本身逻辑蕴含的信息无法隐藏。半诚实对手遵守协议但分析记录,恶意对手可任意偏离;抵抗前者的协议不自动抵抗后者。是否保证公平输出、保证终止以及允许多少腐化方,取决于网络和诚实多数等条件。

两家公司可计算联合平均薪资而不披露个体记录;基于加法秘密共享,各方把输入拆成随机 share,线性运算本地完成,乘法通过预处理 triple 等交互实现。最终只重构规定输出。

“数据始终加密”并不足以证明 MPC 安全,消息模式、终止行为和恶意偏离都可能泄露。两方一般协议中完全公平在某些功能上不可实现;参与者可在得知输出后中止,使另一方拿不到结果,定义需明确是否接受。

推论与应用

MPC 用于隐私统计、门限签名或阈值密码、联合机器学习、跨机构数据分析和拍卖。秘密共享、garbled circuit(混淆电路)、同态加密和 oblivious transfer 是主要构件,零知识证明可强制恶意参与者遵守协议;组合定理只有在子协议与外层采用兼容的环境、setup 和腐化模型时才支持模块化替换。其安全性可分别用 计算安全或信息论安全刻画。

参考资料
  • Dan Boneh and Victor Shoup, A Graduate Course in Applied Cryptography, version 0.6, 2023,Chs. 23–24, secure computation and simulation。
  • Oded Goldreich, Foundations of Cryptography, Vol. 2, Cambridge University Press, 2004,Chs. 6–7, general secure multiparty computation。
关系图谱7 个相邻概念 · 1 类关系

拖动节点调整位置。

显示关系

显示:依赖

  1. 前置三跳
  2. 前置二跳
  3. 前置一跳
  4. 当前条目
  5. 后续一跳
  6. 后续二跳
  7. 后续三跳
文字版关系按与当前条目的最短距离分组