Transcipher：从对称加密到同态加密

摘要

本文介绍了Transcipher的概念。在Transcipher的框架下，用户使用高效的对称加密，对自己的数据进行加密，然后将密文和私钥的同态加密密文传输给服务器。服务器进行同态解密，得到用户数据同态加密的密文。Transcipher通过将计算开销移到服务端，降低了用户的加密开销和密文传输的开销，对于提升用户-服务器模型的同态加密应用具有重要的意义。近些年，在密码学三大会议都有相应的论文。

动机

同态加密（Homomorphic Encryption, HE）可以在不解密的情况下，直接对密文进行运算。在同态加密的框架下，用户既可以利用外包计算，又可以保护输入的隐私。然而，同态加密最明显的缺点就是效率低下。

从通信来看，对称加密的密文可以和明文一样大，比同态加密的密文小几个数量级。一个同态密文，如CKKS，通常是MB级别的。这意味着，我们需要加密1比特，那么密文需要几个MB大小的密文。

从加密来看，对称加密可以比同态加密快几个数量级。对称加密的时间是几个$\mu s$，而同态加密的加密时间十几个msms