48、PoS4MPC：自动化安全策略合成助力安全多方计算

PoS4MPC：自动化安全策略合成助力安全多方计算

1. 引言

安全多方计算（MPC）是一种强大的密码学范式，它允许相互不信任的各方在没有可信第三方的情况下，对其私有数据进行公共函数的协同计算，且除了计算结果和各自的私有数据外不泄露任何信息。MPC在实际应用中具有广泛的潜在用途，如真实拍卖、避免卫星碰撞、私有机器学习和数据分析等。然而，由于其计算和通信复杂性，MPC的实际部署受到了限制。

为了促进MPC的应用，已经提出了许多通用的MPC框架，这些框架提供了用于指定MPC应用程序的高级语言以及将其转换为可执行实现的编译器，从而大大减轻了设计定制协议的负担，使非专家能够快速开发和部署MPC应用程序。为了提高性能，许多MPC框架允许用户声明秘密变量，以便只保护这些变量。但是，这些框架通常不会严格验证是否存在信息泄漏，或者在某些情况下只提供轻量级检查。即使一些框架具备正式的安全保证，非专家也很难开发出同时实现良好性能和正式安全保证的MPC程序。

本文提出了一种用于MPC的自动化安全策略合成方法。首先，将MPC应用程序在理想世界中的泄漏形式化为一组私有输入，并定义安全策略的概念，该策略为每个变量分配一个安全级别，从而弥合语言级和协议级泄漏之间的差距。基于泄漏特征，提供了一个类型系统，通过跟踪来自私有输入的控制流和数据流信息来推断安全策略。虽然从类型系统推断出的安全策略在形式上保证了MPC应用程序不会泄漏比计算结果和参与者的私有数据更多的信息，但可能过于保守。因此，提出了一种符号推理方法，以识别安全策略中可以在不影响安全的情况下进行降级的秘密变量，并将符号推理的结果反馈给类型推断，以进一步细化安全类型。

将该方法实现在一个新工具PoS4MPC中，基于LLVM编译器和KLE