【课堂笔记】隐私计算实训营第四期：“隐语”可信隐私计算开源框架

SPU 实现的 PSI 介绍

PSI定义和种类

• PSI定义
  • 可见课堂第一节：【课堂笔记】隐私计算实训营第四期：隐私求交PSI
  • 一种 特殊的安全多方计算协议；
  • Alice持有集合X，Bob持有集合Y；
  • Alice和Bob通过执行PSI协议，得到交集结果 $X\cap Y$;
  • 除交集外不会泄露其他信息。
• PSI 分类
  • 2-方/多方PSI
  • 平衡/不平衡PSI
  • 半诚实/恶意PSI

隐语PSI的功能分层

SPU实现的PSI种类

• 半诚实模型
  • 两方
    • ecdh、kkrt16、bc22
    • ec-oprf PSI
    • dp-psi
  • 多方
    • ecdh-3-party
• 恶意模型
  • mini-PSI
• PSI 发展历程
  
• ecdh-PSI介绍
  
  • 容易理解和解释；
  • 容易实现；
  • 通信开销小，计算开销大；
  • 易扩展。
• KKRT16 PSI介绍
  • 优点：
    • 运行时间快
  • 缺点：
    • 内存占用大；
    • 通信量大。
      
• BC2 PCG PSI 介绍
  • 基于sVOLE的BaRK-OPRF
  • Generalized Cuckoo Hash
  • Permutation-Based Hashing
  • BC22 PCG PSI协议流程：
    
  • 实现选用的参数：
    • Generalized Cuckoo Hash （3，2）
    • VOLE 使用 emp-zk 中的 WYKW21 Wolverine 方案
• 不平衡PSI：ec-oprf based
  
• 不平衡PSI：SHE-based
  
  • APSI 与 ec-oprf PSI 比较
    • 优点：
      • 不需要将大数据方的数据传输到小数据方
    • 缺点：
      • 计算量大，运行时间长
• 基于 ecdh 的三方 PSI 协议
  
  • 协议流程：
    • Alice 和Bob先进行交互，得到shuffle后的两方交集；
    • Alice 将 shuffle 后两方交集，发送给 Charlie；
    • Charlie 加密后的数据依次给 Bob 和 Alice 加密；
    • Charlie 比较密态数据，得到交集。
  • 优点：
    • 基于 ecdh-psi，易于实现
  • 缺点：
    • 泄露Alice和Bob两方交集数量

SPU PSI调度架构

• 统一入口
  • 入口函数：bucket_psi
• 支持分桶求交
  • 通过分桶支持大规模数据
• 输入输出处理
  • 检查求交id列是否数据完整
  • 检查是否有重复项
• 输出处理
  • 支持按求交id列排序
  • 输出完整label列

Secretflow PSI开发指南

• Secretflow仿真模式：
  
• Secretflow生产模式：