Efficient multiparty computation secure against covert and active adversaries

Abstract

Turvaline ühisarvutus on tänapäevase krüptograafia üks tähtsamaid kasutusviise, mis koondab elegantsed matemaatilised lahendused praktiliste rakenduste ehitamiseks, võimaldades mitmel erineval andmeomanikul sooritada oma andmetega suvalisi ühiseid arvutusi, ilma neid andmeid üksteisele avaldamata. \nPassiivse ründaja vastu turvalised protokollid eeldavad, et kõik osapooled käituvad ausalt. Aktiivse ründaja vastu turvalised protokollid ei lekita privaatseid andmeid sõltumata ründaja käitumisest. Käesolevas töös esitatakse üldine meetod, mis teisendab passiivse ründaja vastu turvalised ühisarvutusprotokollid turvaliseks aktiivse ründaja vastu. Meetod on optimeeritud kolme osapoolega arvutusteks üle algebraliste ringide; praktikas on see väga efektiivne mudel, mis teeb reaalse maailma rakendused teostatavateks. Meetod lisab esialgsele arvutusprotokollile täitmisjärgse verifitseerimisfaasi, mis muudab valesti käitunud osapooltel vahelejäämise vältimise tõenäosuse kaduvväikseks, säilitades esialgse protokolli turvagarantiid. \nLisaks uurib käesolev töö rünnete uut eesmärki, mis seisneb mingi ausa osapoole vaate manipuleerimises sellisel viisil, et ta saaks midagi teada teise ausa osapoole privaatsete andmete kohta. Ründaja ise ei tarvitse seda infot üldse teada saada. Sellised ründed on olulised, sest need kohustavad ausat osapoolt tühjendama oma süsteemi teiste osapoolte andmetest, kuid see ülesanne võib olla päris mittetriviaalne. Eelnevalt pakutud verifitseerimismehhanisme täiendatakse nii, et privaatsed andmed oleksid kaitstud ka ausate osapoolte eest. \nPaljud ühisarvutusplatvormid on varustatud programmeerimiskeelega, mis võimaldab kirjutada privaatsust säilitavaid rakendusi ilma allolevale krüptograafiale mõtlemata. Juhul, kui programm sisaldab tingimuslauseid, kus arvutusharu valik sõltub privaatsetest andmetest, ei tohi ükski osapool haru valikust midagi teada, nii et üldjuhul peavad osapooled täitma kõik harud. Harude suure arvu kor-ral võib arvutuslik lisakulu olla ülisuur, sest enamik vahetulemustest visatakse ära. Käesolevas töös pakutakse selliseid lisakulusid vähendavat optimeerimist.