43、高效的无可信硬件令牌的安全两方计算

高效的无可信硬件令牌的安全两方计算

1. 引言与应用场景

在当今的数字时代，数据隐私和安全计算变得至关重要。以心电图（ECG）数据分类为例，传统的远程ECG诊断在隐私保护方面存在不足。一种增强隐私的版本需要传输约63MB的混淆电路（GC），而采用基于令牌的协议，这一数据量可大幅减少至约100kB，因为无需传输混淆电路。此外，该技术还可应用于金融交易（如货币转移、投标或博彩）以及生物识别认证等领域。

2. 主要贡献与概述

我们的主要贡献包括架构设计、实现、一系列优化以及对由服务器发行的低成本防篡改令牌辅助的两方安全函数评估（SFE）的详细分析。
- 通信复杂度 ：我们的协议通信复杂度与输入大小呈线性关系，且与所评估功能的大小无关。
- 工作负载卸载 ：服务器S的大部分工作可卸载到令牌T上。
- 技术应用 ：采用了相关的GC技术，并提供免费的异或（XOR）门。
- 硬件依赖 ：令牌T仅执行对称密钥操作（如SHA和AES），具有较小的固定大小随机存取存储器（RAM），且无需实现昂贵的安全外部RAM。
- 客户端优化 ：展示了如何为低功耗、低内存的客户端C进行优化。
- 解决方案提供 ：提供了两种解决方案，一种是令牌T在安全非易失性存储中保持状态（单调计数器），另一种是令牌T不维护长期状态。
- 对手模型考虑 ：考虑了半诚实、隐蔽和恶意对手，对应的通信改