Design and analysis of secure multiparty computation protocols in more realistic network models

更现实的网络模型中安全多方计算协议的设计和分析

基本信息

批准号：
21K11887
负责人：
河内亮周
金额：
$ 1.66万
依托单位：
Mie University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

2022年度の活動では，2021年度の研究調査によって明らかになったHaleviらの研究(ITCS 2016)による対話通信パターンを持つ秘密計算プロトコルという柔軟なネットワーク構造に対応可能な秘密計算のフレームワークに着目し，研究を進めた．対話通信パターンはネットワークにおける各ネットワーク参加者が送受信するメッセージの依存関係を有向グラフで表現することで，各ネットワーク参加者がどの参加者と通信が可能・不可能であるかを表現することができるモデルである．本年度の研究の結果，Haleviらのチェーン型の対話通信パターン，つまりネットワーク参加者が隣の参加者一人のみへメッセージを送信し，最後の参加者が関数の値を評価する直線グラフ構造のネットワークに対する秘密計算プロトコルで効率を改善した秘密計算プロトコルを構成し，その安全性を解析した．さらにその秘密計算プロトコルを拡張し，ツリー型の対話通信パターン，つまりネットワーク参加者に親子関係が定まっており，子が自分の親のみにメッセージを送信でき，根にあたる参加者が関数の値を評価する木構造のネットワークに対する秘密計算プロトコルの構成を行い，その安全性解析を行った．一般のトポロジ上のネットワークルーティングは通常そのトポロジを表現するグラフ上で全域木を構成し，その上で通信を行うことが多いため，木構造に対応する秘密計算プロトコルは高い汎用性を持つプロトコルと考えられる．また秘密計算プロトコルの基本構成要素となる乱択符号化の効率化について，基本的な代数構造である二元体上の演算について既存の効率を改善する構造を提案し，その理論的解析を行った．

在2022年的活动中，我们专注于一个秘密计算框架，该框架可以容纳秘密计算协议的灵活网络结构，这些协议具有对话通信模式，如Halevi等人的研究所揭示的那样（ITCS 2016），这是2021年研究调查所揭示的。交互式通信模式是一个模型，允许每个网络参与者使用有向图来表达每个网络参与者发送和接收的消息的依赖性，并可以表达哪些参与者能够与之交流。今年的研究结果，我们构建了一种秘密计算协议，该协议通过具有线性图结构的网络的秘密计算协议提高了效率，其中Halevi等人的链型交互式通信模式，即，网络参与者仅向一个下一个参与者发送信息，而最后一个参与者则评估了该功能的价值，并分析了其安全性。此外，扩展了秘密计算协议，以构建树型的交互式通信模式的秘密计算协议，即网络参与者之间的亲子关系，在那里孩子只能向自己的父母发送消息，而扎根的参与者评估了该功能的价值，并执行了安全分析。一般拓扑上的网络路由通常涉及在表示拓扑的图表上构造一个生成树，并且经常在此上进行通信，因此，与树结构相对应的秘密计算协议被认为是高度通用的协议。此外，关于随机编码的效率，这是秘密计算协议的基本组成部分，我们提出了一种结构，该结构提高了对二进制字段的计算效率的结构，这是基本的代数结构，并进行了理论分析。