2021年8月20日消息,俄勒冈州立大学的研究人员开发了一种安全计算协议,其效率比人们认为的最佳协议高 25%,这意味着未来进行计算既保持个人数据私密性,也可以节省时间和能源成本。


该项目是由俄勒冈州立大学工程学院计算机科学副教授 Mike Rosulek 和博士生 Lance Roy主导的。

OSU 密码学研究提升安全计算的效率,还保持个人数据私密性

本项目的研究员 Roy 在科瓦利斯长大,12 岁就开始在俄勒冈州立大学旁听本科课程。18 岁就已经从家庭学校高中到俄勒冈州立大学研究生院,22 岁进入俄勒冈州立大学攻读计算机科学博士学位。


安全计算通常通过“姚的百万富翁问题”来解释,这是一种由计算机科学家和计算理论家安德鲁·姚开发并以其命名的假设情况,其中两个富人想确定谁更富有,但都不想向对方透露她有多少钱/他有。


“在现实生活中,公司和其他团体会就要运行的计算达成一致,然后他们会进行一些加密魔术,最后他们只学习计算的最终结果,计算的输入和中间结果保持私密,”罗苏莱克说:“我最喜欢的例子之一是波士顿市想要回答该市科技行业是否存在基于性别的工资差距的问题。科技公司共同计算了其合并工资数据的相关汇总 统计数据,但没有任何公司需要披露其工资数据。”


安全计算协议中的标准技术是乱码电路,它可以有多种结构。乱码电路是实现通用安全计算协议的少数几种方法之一,只需在相关各方之间进行几轮通信。


“最有效的乱码电路构造来自我之前的一篇论文,在 2015 年,”Rosulek 说:“在那篇论文中,我们还提供了一些很好的证据,证明这是尽可能有效的。我真的相信不可能做得更好,自 2015 年以来,我一直试图最终证明不可能做得更好。这最新的结果是一个很大的惊喜,因为我们展示了如何实际上比 2015 年的论文好 25%。”

OSU 密码学研究提升安全计算的效率,还保持个人数据私密性

Rosulek 将 Roy 描述为更高效的乱码电路背后的“策划者”,其中涉及他们称之为“切片和切块”的见解。


罗苏莱克说:“我已经不再想尝试做得比我们在 2015 年的论文中做得更好。兰斯对这个问题很熟悉,但这不是我们正在积极合作的事情。当兰斯带着一个开箱即用的想法来找我时,我非常怀疑,但事实证明他的直觉是正确的,而且他很快就让我相信他疯狂的新想法奏效了。”


Roy 解释说,一个普通的计算机电路包含对数据执行基本计算的门。在乱码电路中,门被修改,乱码,因此流经它们的数据被加密。


在试图证明 2015 年的乱码电路技术无法改进时,Roy 发现他的证明想法是有效的,如果一个门使用输入中包含的所有信息,或者不使用其中的所有信息,但如果它使用了一些信息,则无效。这个概念,切片,将他的想法转向试图改进 2015 年的技术,而不是证明它不能做得更好。


“然而,我也遇到了一个新问题,”罗伊说:“按照切片的工作方式,它会泄露太多信息,让乱码电路无法保证安全。”


一年左右后,在 2020 年夏末,他想出了一个解决方案:切块。


“如果构建乱码电路的方式是随机的,即通过掷骰子,并且其他一些信息是保密的,那么切片的想法就可以安全了,”他说:“当我向他展示它时,迈克非常兴奋,在 2021 年冬天,我们改进了技术并记录了结果。”



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