Round-Optimal and Communication-Efficient Multiparty Computation
Round-Optimal and Communication-Efficient Multiparty Computation
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轮优化和通信高效的多方计算
DOI：
10.1007/978-3-031-06944-4_3
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发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Zikas, Vassilis
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ciampi, Michele;Ostrovsky, Rafail;Waldner, Hendrik;Zikas, Vassilis
用于最小化多方计算（MPC）的轮复杂度的典型方法以增加的通信复杂度（CC）或对设置假设的依赖为代价。一个值得注意的例外是Ananthet al的近期工作。[TCC 2019]，它使用函数加密（FE）组合器在普通模型中获得一轮最优（两轮）半诚实MPC，其CC与正在计算的电路的深度和输入输出长度成比例-我们将此类协议称为电路可扩展。这留下了开放的问题，获得通信有效的协议，是安全的，对maliciousadvertisers在平原模型，我们在这项工作中。具体地说，我们的两个主要贡献是：1）我们提供了一个保轮的黑盒编译器，它可以在简单模型下将一类广泛的MPC协议编译成电路可扩展的安全MPC协议，假设（简洁的）FE组合器。2）我们提供了一个保轮的黑盒编译器，它可以将一类广泛的MPC协议编译成电路独立的，即，其中CC仅取决于普通模型中的电路恶意安全MPC协议的输入-输出长度，假设多密钥全同态加密（MFHE）。我们的构造是基于一个新的编译器，它把广泛的一类MPC协议转化为tok-delayed-input函数MPC协议作为我们两个编译器的直接推论，我们推导出（1）第一轮最优和电路可扩展的恶意安全MPC，以及（2）在普通模型中的第一轮最优的和电路无关的恶意安全MPC。后者MPC实现了最好的到目前为止的CC轮最优恶意MPC协议。事实上，当被评估的函数的输出大小小于其输入大小时，它甚至是通信最优的（例如，对于布尔函数）。我们所有的结果都是基于标准的多项式时间假设。
Typical approaches for minimizing the round complexity of multiparty computation (MPC) come at the cost of increased communication complexity (CC) or the reliance on setup assumptions. A notable exception is the recent work of Ananthet al.[TCC 2019], which used Functional Encryption (FE) combiners to obtain a round optimal (two-round) semi-honest MPC in the plain model with a CC proportional to the depth and input-output length of the circuit being computed—we refer to such protocols ascircuit scalable. This leaves open the question of obtaining communication efficient protocols that are secure againstmaliciousadversaries in the plain model, which we present in this work. Concretely, our two main contributions are:1) We provide a round-preserving black-box compiler that compiles a wide class of MPC protocols intocircuit-scalablemaliciously secure MPC protocols in the plain model, assuming (succinct) FE combiners.2) We provide a round-preserving black-box compiler that compiles a wide class of MPC protocols intocircuit-independent—i.e., with a CC that depends only on the input-output length of the circuit—maliciously secure MPC protocols in the plain model, assuming Multi-Key Fully-Homomorphic Encryption (MFHE). Our constructions are based on a new compiler that turns a wide class of MPC protocols intok-delayed-input function MPC protocols (a notion we introduce), where the function that is being computed is specified only in thek-th round of the protocol.As immediate corollaries of our two compilers, we derive (1) the first round-optimal and circuit-scalable maliciously secure MPC, and (2) the first round-optimal and circuit-independent maliciously secure MPC in the plain model. The latter MPC achieves the best to-date CC for a round-optimal malicious MPC protocol. In fact, it is even communication-optimal when the output size of the function being evaluated is smaller than its input size (e.g., for boolean functions). All of our results are based on standard polynomial time assumptions.
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Andrew Morgan, Rafael Pass
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