27、抗泄漏计算与独立于输入的预处理技术解析

抗泄漏计算与独立于输入的预处理技术解析

在当今的信息安全领域，抗泄漏计算（Leakage-Tolerant Computation，LTC）是一个备受关注的研究方向。它旨在解决传统协议在面对信息泄漏时的安全性问题，为构建更加安全可靠的计算系统提供了新的思路和方法。本文将详细介绍抗泄漏计算的相关技术，包括从强OCL（Only-Computation-Leaks）到无腐败的LTC的构建，从LTC回到强OCL的转换，以及从两方LTC到多方LTC的扩展等内容。

1. 技术背景与挑战

传统的两方计算（2PC）和多方计算（MPC）协议通常采用先对输入进行秘密共享，然后对共享数据进行同态计算的范式。例如，在两方GMW协议中，每个参与方持有电路中每条线路的一个随机加法份额，两个份额共同编码线路的实际值。然而，这种常用的加法秘密共享方式在抗泄漏方面表现不佳。只需从每个参与方泄漏一个比特，就有可能得知电路中任何中间值，这使得传统协议在面对信息泄漏时变得完全不安全。

为了克服这个问题，可以考虑使用具有抗泄漏特性的秘密共享方案，如内积双源提取器。但挑战在于如何以抗泄漏的方式对这些共享数据进行电路门的计算。在普通模型中，这一问题尚未得到解决，但在现有的OCL协议中，借助无泄漏的预处理阶段，这种方法得以成功实现。不过，OCL协议中所有秘密输入都是离线预处理的，而在线输入是公开的。因此，一个自然的问题是能否将OCL技术引入到LTC场景中。

2. 强OCL方案

强OCL方案是构建LTC协议的重要基础。对于具有固定秘密输入k的通用电路U(k, ·)，一个持续的强OCL方案Λ由编译器算法Comp和两方协议组成。编译器Comp对秘密k进行预处理，并将其拆分为两个份额，分别分