13、私密交集求和协议安全应用的进展

私密交集求和协议安全应用的进展

1. 引言

在数字化程度日益加深的当今世界，数据协作成为了一项极具挑战性的任务。各个组织拥有海量信息，可从中挖掘价值以支持更多数据驱动的决策。在许多场景中，合作组织存在共同标识符以及与之关联的数据，这些标识符涵盖产品标识到个人身份信息等。

安全多方计算中，各方持有私有数据，秘密共享则让一方分散秘密信息，使各方共同掌握完整信息，却无一方拥有全部内容。现实中有诸多场景能从安全多方通信中获益，例如：
- 信用卡号可关联零售组织中的消费模式和州交通部门的交通使用情况，通过整合数据可了解零售组织的访客消费时长。
- 制造商将产品库存单位（SKU）与产品规格和生产计划关联，经销商处的对应 SKU 与消费模式关联，整合后制造商可进行实时需求预测。

本次研究有四个主要目标：
1. 深入了解谷歌开源的私有联合计算（PJC）协议的工作原理。
2. 确定 PJC 协议的扩展方案，强化通信双方的通信安全。
3. 探索与全同态加密算法的集成选项，扩展 PJC 在一次协议运行中支持的操作范围。
4. 将 PJC 应用于实际场景，并研究将该解决方案推向市场的机制。

研究取得了以下成果：
- 扩展 PJC 协议，使其在客户端和服务器单次运行中传输更多数据，同时让服务器进程在多次协议运行中保持监听。
- 利用证书扩展基于 gRPC 实现的 PJC，进一步强化参与者的身份验证。
- 结合微软 SEAL 乘法同态加密库与 PJC 协议，生成加密数据的平方和。
- 开发并部署了名为 JingBing 的原型网站，这是一个选民名单验证服务，允许不同州注册、获取安全通信模块