Secure Non-interactive Simulation: Feasibility and Rate
Secure Non-interactive Simulation: Feasibility and Rate
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安全的非交互式模拟：可行性和速率
DOI：
10.1007/978-3-031-07082-2_27
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发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Nguyen, Hai H.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Khorasgani, Hamidreza Amini;Maji, Hemanta K.;Nguyen, Hai H.
一个自然的解决方案，以提高安全计算的效率将是非交互式和安全地转换不同的成本低廉，以产生相关的随机性，如，联合样本从噪声源，到相关性有用的安全计算协议。出于安全计算的一般应用，我们的工作介绍了安全非交互式模拟（SNIS）的概念。各方收到的样本相关的随机性，他们，没有任何互动，安全地将它们转换成样本从另一个相关的随机性。我们的工作提出了一个基于模拟的安全定义SNIS，并启动了SNIS的可行性和效率的研究。我们还研究了SNIS之间的基本相关的随机性，如随机样本从二进制对称和二进制擦除通道，分别表示为和。我们证明了样本和样本之间相互转换的不可能性。其次，我们证明了样本（具有噪声特征）的SNIS是可行的当且仅当，对于某些。在这种情况下，我们证明了所有的SNIS结构必须是线性的。此外，如果，则模拟多个独立样本的速率至多为1/k，这也可以使用（块）线性构造来实现。有趣的是，有线性和非线性SNIS结构。当，我们证明了aperfectly secureSNIS的速率是最多1/k，这是可以实现的使用线性和非线性constructions.Our技术方法代数SNIS的定义，并通过傅立叶分析进行。我们的工作开发一般的分析方法，布尔函数，明确纳入密码安全约束。我们的工作还证明了严格到完美的安全转换的强形式：人们可以对统计安全的SNIS进行纠错，使其完全安全。我们展示了我们的研究与齐次布尔函数和距离不变码的联系，这可能是独立的兴趣。
A natural solution to increase the efficiency of secure computation will be to non-interactively and securely transform diverse inexpensive-to-generate correlated randomness, like, joint samples from noise sources, into correlations useful for secure computation protocols. Motivated by this general application for secure computation, our work introduces the notion ofsecure non-interactive simulation(SNIS). Parties receive samples of correlated randomness, and they, without any interaction, securely convert them into samples from another correlated randomness.Our work presents a simulation-based security definition for SNIS and initiates the study of the feasibility and efficiency of SNIS. We also study SNIS among fundamental correlated randomnesses like random samples from the binary symmetric and binary erasure channels, represented byand, respectively. We show the impossibility of interconversion betweenandsamples.Next, we prove that a SNIS of asample (awith noise characteristic) fromis feasible if and only if, for some. In this context, we prove that all SNIS constructions must be linear. Furthermore, if, then the rate of simulating multiple independentsamples is at most 1/k, which is also achievable using (block) linear constructions.Finally, we show that a SNIS of asample fromsamples is feasible if and only if, for some. Interestingly, there are linear as well as non-linear SNIS constructions. When, we prove that the rate of aperfectly secureSNIS is at most 1/k, which is achievable using linear and non-linear constructions.Our technical approach algebraizes the definition of SNIS and proceeds via Fourier analysis. Our work develops general analysis methodologies for Boolean functions, explicitly incorporating cryptographic security constraints. Our work also proves strong forms ofstatistical-to-perfect securitytransformations: one can error-correct a statistically secure SNIS to make it perfectly secure. We show a connection of our research withhomogeneous Boolean functionsanddistance-invariant codes, which may be of independent interest.
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