安全多方计算及其在机器学习中的应用
2021-10-13郭娟娟王琼霄王天雨林璟锵
计算机研究与发展 2021年10期
关键词:模型
郭娟娟 王琼霄 许 新 王天雨 林璟锵
1(信息安全国家重点实验室(中国科学院信息工程研究所) 北京 100195) 2(中国科学院大学网络空间安全学院 北京 100049) 3(华控清交信息科技(北京)有限公司 北京 100084) 4(中国科学技术大学网络空间安全学院 合肥 230026)
安全多方计算(secure multiparty computation, MPC)起源于姚期智在1982年提出的百万富翁问题.在MPC中,参与方将各自的秘密数据输入到一个约定函数进行协同计算,即使在一方甚至多方被攻击的情况下,MPC仍能保证参与方的原始秘密数据不被泄露,并且保证函数计算结果的正确性.自MPC理论创立以来,已经衍生出多个技术分支,包括混淆电路、秘密分享、同态加密和不经意传输等.
混淆电路(garbled circuit, GC)是姚期智于1986年提出的安全两方计算协议[1],参与方在不知晓他人数据的前提下,使用私有数据共同计算一个用逻辑电路表示的函数.大多数混淆电路方案支持2个参与方计算,其性能优化集中于优化单个电路门的密文数量、传输的电路数量等.近年来多参与方计算的混淆电路方案相继提出.混淆电路的优点是能在恒定轮数内完成计算,只涉及开销较小的对称加密运算;缺点是通信量和电路大小呈线性关系,因此不适合计算复杂运算,只适用于比较大小等简单的逻辑运算.
秘密分享(secret sharing, SS)由Shamir[2]和Blakley[3]于1979年分别提出,数据拥有方计算秘密数据的份额并将其分发给计算方,计算方对不同秘密的份额计算,得到计算结果的份额.由于秘密拆分方式不同,秘密分享分为……
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