27、定量信息流与差分隐私应用解析

定量信息流与差分隐私应用解析

1. 引言

在过去几十年里，计算系统中的信息流数量急剧增加，社会对信息的生成、传输和处理的依赖达到了前所未有的程度，且这种增长趋势预计在不久的将来仍会持续。因此，高效且安全地处理信息变得至关重要。

使用计算系统时，一个关键问题是防止机密信息通过公共可观测项泄露。理想情况下，系统应完全安全，能全面保护机密信息，但在实际中，这一目标往往难以实现。

以下通过两个例子来说明信息泄露的情况：
- 密码检查算法 ：
plaintext out := OK for i = 1, ..., N do if xi ̸= Ki then out := FAIL exit() end if end for
假设 K1K2 ... KN 是密码， x1x2 ... xN 是用户输入的字符串。攻击者若运气好，能通过猜测获取密码。即便猜测错误，攻击者也能得知密码不是刚输入的字符串，从而缩小后续猜测范围。更糟糕的是，该算法易受计时攻击，攻击者可根据执行时间推断迭代次数，进而推断出密码的前缀。
- DC - Net匿名广播协议 ：该协议基于“用餐密码学家”范式。参与者被视为图的顶点，边关联着相邻顶点可见的二元硬币。若参与者 x 想广播一位 b ，所有硬币翻转，每个参与者读取可见硬币的值并计算二进制和。除 x 外的参与者公布结果， x 将 b