mpc 安全多方计算协议_什么是多方安全计算MPC？

柔情只为你懂 2022-11-19 13:59 230阅读 0赞

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在现实生活中，数据往往包含大量的隐私或者机密信息，所有国家、企业以及医院等都会对数据实施保护措施。 而隐私保护的限制使得许多含有隐私信息的数据无法发挥其应有的作用，隐私保护技术和数据共享之间的矛盾日益凸显。因此，如何在不泄露隐私的情况下，保密地使用互联网实现隐私数据共享，是密码学一个重要的问题，也是一个重大的信息安全实践问题。

在这种大背景下，多方安全计算（Secure Multi-party Computation, MPC）应运而生，它可以在保护个人隐私信息的前提下，实现隐私数据共享。MPC是指某一组互相不信任的参与者在保护个人隐私的同时，还可以进行协同计算。

下图是MPC的原理图：

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MPC需要确保输入数据的独立性、传递数据的准确性、计算过程的正确性，同时不能将个人的隐私数据泄露给其他参与者。MPC主要是针对在没有可信第三方时保密计算所有参与者约定的一个函数的情况，它在数字签名、电子拍卖、秘密共享等场景中有着重要的作用。

MPC的概念最初是由姚期智教授提出来的，Goldreich等人对其进行了深入研究，奠定了MPC的理论基础。Goldwasser与Cramer认为MPC是密码学中一个极其重要且强有力的工具。对于隐私数据共享的巨大需求使得MPC受到密码学界的高度重视并发展成为解决各种隐私保护问题的关键技术。

多方安全计算主要通过以下四大技术来进行保障:

（1）同态加密（Homomorphic Encryption，简称HE）  
同态加密是一类具有特殊自然属性的加密方法， 可在密文域下进行数据运算的加密算法。 与一般加密算法相比， 同态加密除了能实现基本的加密操作之外， 还能实现密文间的多种计算功能， 即先计算后解密等价于先解密后计算。

（2）混淆电路（Garbled Circuit，简称GC）  
混淆电路思想是利用计算机模拟集成电路的方式来实现多方安  
全计算的， 它将运算任务转化为门电路的形式， 并且对每一条线路进行加密， 在很大程度上保障了用户的隐私安全。

（3）不经意传输（Oblivious Transfer，简称OT）

不经意传输协议是一种可保护隐私的秘密协议， 它使得服务发送方和服务接收方以不经意的方式交互信息， 从而可达到保护隐私的目的。 不经意传输协议是一个两方安全计算协议， 接收方从发送方的数据中选取部分数据， 协议使得接收方除选取的内容外， 对剩余数据一无所知， 并且发送方也无从知道被选取的内容。

（4） 秘密分享（Secret Sharing，简称SS）  
秘密分享也被称为秘密分割， 是一种对秘密信息的管理方式， 它将秘密进行拆分， 拆分后的每一个分片由不同的参与者管理， 单个参与者无法恢复秘密信息， 需要超过一定门限数量的人一同协作进行合并才能恢复秘密文件。

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