53、非交互式安全多方计算：原理、应用与挑战

非交互式安全多方计算：原理、应用与挑战

在当今数字化时代，数据安全和隐私保护至关重要。非交互式安全多方计算（NIMPC）作为一种新兴的技术，为解决多方数据计算时的安全和隐私问题提供了新的思路。本文将深入探讨NIMPC的相关概念、原理、应用场景以及面临的挑战。

1. NIMPC概述

NIMPC的目标是消除安全多方计算（MPC）协议中的同时交互。与Halevi、Lindell和Pinkas（HLP）提出的模型不同，我们的协议完全是非交互式的，并且可以在有或没有中央服务器的情况下应用。HLP模型要求各方与中央服务器进行顺序交互，并假设标准的公钥基础设施（PKI），以实现计算安全。而我们的协议允许使用一般的相关随机性，从而实现信息论安全。

NIMPC的另一个动机是获得对秘密随机性泄漏具有鲁棒性的混淆方案或函数的随机编码。例如，在Yao的混淆电路构造中，如果一对输入密钥被泄露，输入的保密性将完全崩溃。使用t - 鲁棒的NIMPC可以实现对多达t对完全受损的输入密钥具有弹性的混淆电路和相关原语。

虽然我们没有尝试优化构造的具体效率，但对于一些自然的应用场景，这些构造似乎具有一定的实用性。例如，在一个非交互式MPC设置中，有n个客户端，每个客户端持有一个输入位，并将消息发送到中央服务器进行计算。当n = 20时，对于小函数的完全鲁棒解决方案要求每个客户端发送大约6MB的数据，并存储相当数量的相关随机性。对于对称函数，如多数函数，可以使用优化协议，在n ≈ 1400个客户端的情况下，以相同的消息大小获得1 - 鲁棒的解决方案，提供对服务器和单个客户端的完全保护以及对更大勾结的部分保护。

2. 相关工作

NIMPC与多个相关概念存在联