HElib 开源项目教程

HElib 开源项目教程

HElib HElib is an open-source software library that implements homomorphic encryption. It supports the BGV scheme with bootstrapping and the Approximate Number CKKS scheme. HElib also includes optimizations for efficient homomorphic evaluation, focusing on effective use of ciphertext packing techniques and on the Gentry-Halevi-Smart optimizations. 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/he/HElib

1. 项目介绍

HElib 是一个开源的同态加密（Homomorphic Encryption）软件库，支持 BGV 方案（Brakerski-Gentry-Vaikuntanathan）和 CKKS 方案（Cheon-Kim-Kim-Song）。HElib 提供了高效的同态加密评估优化，专注于使用 Smart-Vercauteren 密文打包技术和 Gentry-Halevi-Smart 优化。

HElib 的主要特点包括：

• 支持 BGV 方案和 CKKS 方案。
• 提供低级同态加密操作（如设置、加法、乘法、移位等）。
• 支持多线程和自动噪声管理。
• 提供 Ptxt（明文）对象，模拟 Ctxt（密文）对象的功能。

2. 项目快速启动

2.1 安装依赖

在开始使用 HElib 之前，需要安装一些依赖库。以下是安装依赖的步骤：

# 安装必要的依赖
sudo apt-get update
sudo apt-get install -y build-essential cmake m4 git

# 安装 NTL 数学库
git clone https://github.com/libntl/ntl.git
cd ntl
cd src
./configure
make
sudo make install

2.2 克隆并编译 HElib

# 克隆 HElib 仓库
git clone https://github.com/homenc/HElib.git
cd HElib

# 创建并进入构建目录
mkdir build
cd build

# 配置并编译
cmake ..
make

2.3 运行示例程序

HElib 提供了一些示例程序，可以帮助你快速上手。以下是运行示例程序的步骤：

# 进入示例程序目录
cd examples

# 编译并运行示例程序
g++ -std=c++17 -o example example.cpp -L../build/lib -lhelib -lntl -lgmp -pthread
./example

3. 应用案例和最佳实践

3.1 应用案例

HElib 可以应用于多个领域，包括但不限于：

• 隐私保护计算：在云计算环境中，使用同态加密保护数据隐私。
• 加密数据库：在数据库中存储加密数据，并在加密状态下进行查询和计算。
• 安全多方计算：在多方参与的计算中，保护各方的输入数据隐私。

3.2 最佳实践

• 选择合适的加密方案：根据具体需求选择 BGV 或 CKKS 方案。
• 优化密文打包：使用 Smart-Vercauteren 密文打包技术，提高计算效率。
• 多线程支持：利用 HElib 的多线程功能，加速大规模计算任务。

4. 典型生态项目

HElib 作为一个同态加密库，可以与其他开源项目结合使用，构建更复杂的应用。以下是一些典型的生态项目：

• SEAL：微软开发的另一个同态加密库，支持 BFV 和 CKKS 方案。
• TFHE：一个快速同态加密库，支持布尔电路的同态加密。
• OpenFHE：一个开源的同态加密库，支持多种同态加密方案。

通过结合这些项目，可以构建更强大的隐私保护计算系统。

HElib HElib is an open-source software library that implements homomorphic encryption. It supports the BGV scheme with bootstrapping and the Approximate Number CKKS scheme. HElib also includes optimizations for efficient homomorphic evaluation, focusing on effective use of ciphertext packing techniques and on the Gentry-Halevi-Smart optimizations. 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/he/HElib