A Quantum "Lifting Theorem" for Constructions of Pseudorandom Generators from Random Oracles
研究了由随机预言机构造的伪随机生成器的量子安全性，证明了一个“提升定理”，表明对多项式次查询的经典对手无条件安全的PRG对量子对手同样安全，且该定理对发起量子查询的PRG依然成立。
2025-05-30 cs.CR
Adaptive versus Static Multi-oracle Algorithms, and Quantum Security of a Split-key PRF
在本文的第一部分中，我们展示了一个通用编译器，它可以转换任何可以自适应查询多个oracle的oracle算法，即，可以根据先前的oracle响应决定在什么时候查询哪个oracle，并将其转换为静态算法，该静态算法在执行开始时固定这些选择。与实现这一目标的简单方法相比，我们的编译器单独控制每个oracle的查询复杂度的爆炸，并且只导致非常轻微的爆炸。在本文的第二部分中，我们使用我们的编译器在量子随机预言机模型中展示了由Giacon，Heuer和Poettering（PKC 2018）提出的非常有效的基于散列的分裂密钥PRF的安全性。使用分裂密钥PRF作为密钥导出函数产生安全的KEM组合器。因此，我们的研究结果表明，Giacon等人的基于散列的构造可以安全地用于量子攻击的背景下，例如将一个已经建立但仅具有经典安全性的KEM与一个被认为是量子安全的候选KEM相结合。我们的安全性证明的分裂密钥PRF至关重要地依赖于我们的自适应静态编译器，但我们希望我们的编译器是有用的超出这个特定的应用程序。事实上，我们讨论了一对夫妇的其他，已知的结果，从文献中，将受益于我们的编译器，在这些作品必须经过严重的并发症，以处理适应性。
2022-09-13 cs.CR quant-ph
Cryptography and Algorithmic Randomness
随机预言机的安全实例化是现代密码学中的一个主要公开问题。我们调查这个问题使用的概念和方法的算法随机性。在现代密码学中，随机预言机模型被广泛用作讨论密码方案安全性的假想框架。在随机预言机模型中，密码方案中使用的密码散列函数被公式化为均匀分布在函数的所有可能性上的随机变量，称为随机预言机。本文的主要结果是，对于随机预言模型中的任何安全签名方案，存在一个特定的可计算函数，它可以实例化随机预言，同时保持在随机预言模型中已证明的安全性。在现代密码学中，通用群模型也用于与随机预言模型类似的目的。我们表明，同样的结果适用于通用组模型。在证明结果的过程中，我们引入了有效安全的概念，证明了这个概念在现代密码学中的重要性。
2013-04-12 cs.CR
The Fiat-Shamir Transformation in a Quantum World
Fiat-Shamir变换是将身份识别方案转化为数字签名方案的著名技术。该方案在随机预言模型下对经典攻击是可证明安全的。尽管如此，该技术也被建议用于量子免疫识别方案，以获得量子免疫签名方案。然而，Boneh等人最近的一篇论文（Asiacrypt 2011）提出了一个问题，即随机预言模型的结果可能无法立即适用于量子对手，因为这样的对手应该被允许以叠加的方式查询随机预言。目前还不清楚Fiat-Shamir技术在这个量子预言模型（QROM）中是否仍然安全。在这里，我们讨论了在QROM中给出Fiat-Shamir变换的证明可能是困难的。我们表明，不可能有黑盒提取器，只要潜在的量子免疫识别方案是安全的，对活跃的对手和证明者的第一个消息是独立的证人。大多数计划都是这种类型。然后，我们讨论，对于某些计划，人们可能能够复活的Fiat-Shamir结果在QROM通过修改底层协议第一。我们讨论特别是一个版本的Lyubashevsky计划，这是可证明安全的QROM。
2013-06-03 cs.CR
Security of the Fiat-Shamir Transformation in the Quantum Random-Oracle Model
著名的Fiat-Shamir变换将任何公共硬币的三轮交互式证明，即，任何所谓的西格玛协议，在随机预言模型的非交互式证明。我们研究这种转换的设置中的量子对手，特别是可能会查询量子叠加的随机预言。我们的主要结果是一个通用的减少，将任何量子不诚实的证明攻击的Fiat-Shamir变换在量子随机预言模型到一个类似的成功的量子不诚实的证明攻击底层的西格玛协议（在标准模型）。应用到标准的可靠性和知识证明的定义，我们的减少意味着这两个安全属性，在计算和统计变量，即使在允许量子攻击的情况下，在Fiat-Shamir变换下也能保持。我们的结果改进和完善了迄今为止已知的部分结果，但也证明了文献中的某些主张是错误的。在后量子安全签名方案的背景下，我们的结果意味着，对于任何sigma协议，这是一个知识证明对量子不诚实的证明（并满足一些额外的自然属性），相应的Fiat-Shamir签名方案是安全的量子随机预言模型。例如，我们可以得出结论，Fish的非优化版本，即NIST候选Picnic的裸Fiat-Shamir变体，在量子随机预言模型中是安全的。
2020-07-27 cs.CR quant-ph
Pseudorandomness in the (Inverseless) Haar Random Oracle Model
本文研究共享Haar随机酉预言机模型中的量子伪随机性，给出一次与两次调用下PRU及伪随机状态生成器的可行性边界，并获得无需单向函数的构造途径和密钥长度缩短结论。
2024-10-25 cs.CC cs.CR quant-ph
Towards Simple and Useful One-Time Programs in the Quantum Random Oracle Model
University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）；NeverLocal Ltd.（NeverLocal有限公司）
本文在量子随机预言模型中构造了安全的单次记忆方案，提出新的POVM界限，并探讨了对抗性深度的安全性，为实际应用的单次程序提供理论基础。
2026-03-13 cs.CR quant-ph
A tight security reduction in the quantum random oracle model for code-based signature schemes
量子安全签名方案最近受到了很多关注，特别是因为NIST呼吁标准化量子安全密码。然而，由于量子随机预言模型（QROM）的技术困难，只有少数签名方案可以具有具体的量子安全性。在本文中，我们表明，基于代码的签名方案的基础上，全域哈希范式可以表现得很好，在QROM，即我们可以有严格的安全性降低。我们还研究了量子算法相关的基本代码为基础的假设。最后，我们应用我们的减少到一个具体的例子：SURF签名方案。我们提供了128位的量子安全的QROM中的参数，并表明所获得的参数是竞争力相比，其他类似的量子安全签名方案。
2017-09-20 cs.CR quant-ph
HexaCoder: Secure Code Generation via Oracle-Guided Synthetic Training Data
CISPA Helmholtz Center for Information Security（CISPA亥姆霍兹信息安全中心）
本文提出 HexaCoder，利用安全 oracle 引导自动合成脆弱/修复代码对并以 LoRA 微调，使 LLM 先引入安全库再生成代码，在四个模型和三个基准上最高减少 85% 漏洞且保持功能正确性。
2024-09-10 cs.AI cs.CL cs.CR
A Hybrid Approach to Secure Function Evaluation Using SGX
一种用于两方安全函数评估（2 P-SFE）的协议旨在允许各方学习其私有输入的函数$f$的输出，而不泄漏更多。在某种意义上，这样的协议实现了一个可信的oracle，它计算$f$并将结果返回给双方。在过去的十年中，效率有了巨大的进步，但2 P-SFE协议对于大多数实时在线计算仍然不切实际，特别是在适度配置的设备上。英特尔的Software Guard Extensions（SGX）提供硬件保护的执行环境，称为安全区，可视为可信计算预言机。虽然SGX为安全计算提供了本机CPU速度，但以前的侧通道和微架构攻击已经证明了飞地的安全保证如何受到损害。在本文中，我们探讨了一种平衡的方法，以2 P-SFE的SGX使能的处理器，通过构建一个协议，用于评估$f$相对于分区的$f$。这种方法通过允许协议设计者选择应该在飞地内评估哪些组件，以及哪些组件通过标准加密技术来评估，从而减轻了飞地上的信任负担。我们描述了支持SGX的SFE协议（将飞地建模为Oracle），并为我们的设置形式化了最强可能的2 P-SFE概念。我们证明我们的协议符合这一概念时，正确实现。我们实现的协议，并将其应用到两个实际问题：隐私保护查询的数据库，和隐私保护导航的Dijkstra的算法的一个版本。我们的评估表明，我们的SGX使能的SFE方案的性能比基于混淆电路的SFE提高了38倍。最后，我们证明建模的飞地作为一个甲骨文实施保护已知的…
2019-05-06 cs.CR
The Random Oracle Methodology, Revisited
我们需要一个关键的外观之间的关系，在随机预言机模型中的加密方案的安全性，并通过所谓的“加密哈希函数”实现随机预言机的结果的计划的安全性。本文的主要结果是否定的：存在在随机预言模型中安全的签名和加密方案，但是对于这些方案，任何随机预言的实现都会导致不安全的方案。在设计上述方案的过程中，我们考虑了随机预言机的“良好实现”概念的可能定义，指出了限制和挑战。
2000-10-11 cs.CR
Making Existential-Unforgeable Signatures Strongly Unforgeable in the Quantum Random-Oracle Model
强不可伪造签名方案提供了比标准的存在不可伪造性更严格的安全保证。它要求不仅在新电文上伪造签名是困难的，而且在对手以前已经看到有效签名的电文上产生新签名也是不可行的。强不可伪造的签名在实践中非常有用，并且在许多密码构造中作为构建块。本文研究了Teranishi等人提出并在经典随机预言模型中证明的一种通用变换，该变换将任何存在不可伪造的方案编译为强不可伪造的方案。我们的主要贡献是表明，该转换也适用于量子随机预言模型中的量子对手。我们开发的证明技术，如自适应编程的量子随机预言机在一个新的设置，这可能是独立的利益。将该变换应用于Cash等人提出的存在不可伪造签名方案，在量子随机预言模型下，我们得到了一个有效的量子安全强不可伪造签名方案。
2015-09-09 cs.CR quant-ph
Probabilistic Smart Contracts: Secure Randomness on the Blockchain
在当今的可编程区块链中，智能合约仅限于确定性和非概率性。这种随机性的缺乏是一个必然的限制，因为现实世界中的各种金融合约，如赌场游戏和彩票，完全依赖于随机性。因此，已经开发了几种临时随机数生成方法用于智能合约。这些想法包括使用Oracle或依赖于块哈希。然而，这些方法是可操纵的，也就是说，它们的输出可以被可能不是中立的各方篡改，例如Oracle的所有者或矿工。我们提出了一种新的博弈论方法，用于在区块链上生成可证明不可操纵的伪随机数。我们的方法允许智能合约访问一个值得信赖的随机性来源，而不依赖于潜在的受损矿工或预言机，因此能够创建新一代的智能合约，这些智能合约不仅限于非概率性，而且可以从更一般的概率程序中提取。
2019-02-21 cs.CR cs.GT cs.PL
Two thousand years of the oracle problem. Insights from Ancient Delphi on the future of blockchain oracles
University of Turin（都灵大学）
本文通过对比古代德尔斐 oracle 与现代区块链 oracle，探讨如何利用德尔斐的洞察提升区块链 oracle 的可靠性，并提出一个可用于分析和分类其他古代 oracle 机制的框架。
2025-11-05 cs.CR cs.CY cs.IR
QKD Oracles for Authenticated Key Exchange
本文针对结合 QKD 与 AKE 的安全模型缺陷，将 QKD 建模为类 ETSI 014 接口的预言机并集成至 CK+ 模型，形式化证明了一个结合 QKD 与三重 KEM 握手的新协议的安全性，首个保持 QKD 信息论安全性的可证明安全混合协议。
2025-09-15 cs.CR quant-ph
A New Approach to Practical Active-Secure Two-Party Computation
我们提出了一种新的方法，以实际的两方计算安全对一个积极的对手。所有先前的实用协议都是基于姚明的乱码电路。我们使用基于OT的方法，并通过OT扩展的随机预言机模型的效率。为了得到一个实用的协议，我们引入了一些新的技术，在一个更大的建设有关的输出和输入的OT。我们还报告了这种方法的实施，这表明我们的协议是更有效的比以前任何一个：对于足够大的电路，我们可以评估每秒超过20000个布尔门。例如，评估一个不经意的AES加密（约34000门）需要64秒，但当重复任务27次时，每个实例只需要不到3秒。
2012-02-14 cs.CR
Secure Arithmetic Computation with No Honest Majority
我们研究了有限环上安全评估算术电路的复杂性。这个问题的动机是自然的安全计算任务。我们的主要目标是：（1）只对环操作和标准密码原语进行黑箱调用，（2）最小化此类黑箱调用的数量以及通信开销。我们提出了几种解决方案，其不同的效率，一般性和潜在的棘手的假设。这些措施包括：1. OT-混合模型中的无条件安全协议，其使用任意环$R$的黑盒，但是其中环操作的数量随着$\log|R|$（上界）线性增长。2. OT-混合模型中的计算安全协议，该模型使用底层环的黑盒，并且其中环操作的数量不随环的大小而增长。这些结果扩展了Naor和Pinkas用于安全多项式评估的先前方法（SIAM J. Comput.，35（5），2006）。3.环$\mathbb{Z}_m=\mathbb{Z}/m\mathbb{Z}$的一种协议，它只使用同态加密方案的黑盒。当$m$是素数时，电路的每个门对加密方案的调用（分摊）次数是恒定的。事实上，我们所有的协议在OT混合模型中都是UC安全的，并且可以推广到具有任意数量恶意方的多方计算。
2008-11-08 cs.CC cs.CR
Communication Complexity and Secure Function Evaluation
我们提出了两种新的方法，有效的安全协议的设计，不同方面的基础计算模型。在一种方法中，我们利用f的通信复杂性树（或分支）并将其转换为安全协议。换句话说，“可以使用通信复杂性c计算的任何函数f可以使用c中的多项式的通信复杂性和安全参数安全地计算”。第二种方法使用电路计算f，用查找表作为其底层计算模型来增强。在这个模型中，可以用多对数爆破来模拟任何RAM机。因此，可以在RAM机器上开始计算f，并将其转换为安全协议。我们展示了这些新方法的许多应用，从而在通信或计算中产生有效的协议。特别是，我们为“百万富翁问题”设计了一个协议，其中两个参与者想要比较他们的价值，但没有透露其他信息。我们的协议是更有效的比以前已知的无论是在通信或计算。
2001-09-09 cs.CC cs.CR
Oracle Separation Between Quantum Commitments and Quantum One-wayness
本文通过构造谕示分离证明量子承诺存在而单向态生成器不存在，排除了从承诺到单向态生成器的黑盒构造，从而表明量子承诺及其等价类在所有已知密码学原语中严格最弱。
2025-04-11 cs.CR quant-ph
Can AI Oversight Be Zero Knowledge?
本研究探讨AI监督的零知识可能性，证明在一般预言机辅助计算中零知识论证不可实现，但若预言机附加签名，则可实现高效零知识验证，为可扩展监督提供新途径。
2026-10-02 cs.AI cs.CC cs.CR
Secure Computation Framework for Multiple Data Providers Against Malicious Adversaries
随着安全多方计算的发展，人们提出了许多实用的安全计算方案。作为一个例子，不同的安全拍卖机制已被广泛研究，它可以保护投标隐私，同时满足各种经济性质。然而，据我们所知，它们都没有解决多个数据提供者的安全计算问题（例如，安全云资源拍卖）。在本文中，我们使用切割和选择和乱码电路的技术，提出了一个通用的安全计算框架，多个数据提供者对恶意的对手。具体来说，我们的框架检查输入的一致性与切割和选择范例，进行恶意安全计算，通过运行两个独立的乱码电路，并验证输出的正确性，通过比较两个版本的输出。理论分析表明，我们的框架是安全的恶意计算方，或恶意数据提供者的子集。以安全云资源拍卖为例，我们实现了我们的框架。广泛的实验评估表明，该框架的性能是可以接受的，在实践中。
2020-07-29 cs.CR
Derivatives of Quantum Randomness: Separating Pseudorandom Unitaries from Pseudorandom (Function-like) States
KAIST（韩国科学技术院）
本文通过研究候选PRU构造映射的导数低秩性，在量子预言机模型下证明了PRFSG不蕴含PRU，揭示了量子态与酉算子伪随机性的根本区别。
2026-09-15 cs.CR quant-ph
Verifiable Quantum Advantage without Structure
本文在随机预言机模型下证明了无需高度结构化假设的量子优势，包括量子可解但经典不可解的NP搜索问题、抗经典攻击但量子可逆的密码学原语分离，以及具有最少交互轮数的可公开验证量子性证明。
2024-11-11 cs.CC cs.CR quant-ph
A Distributed k-Secure Sum Protocol for Secure Multi-Party Computations
私有数据输入的安全和计算是安全多方计算（SMC）的一个有趣的例子，它吸引了许多研究人员来设计具有较低数据泄漏概率的安全协议。在本文中，我们提供了一个新的协议，计算个人数据输入的总和与零概率的数据泄漏时，两个邻居方勾结知道中间方的数据。在计算之前，我们将每一方的数据块分成若干段，并在各方之间重新分配这些段。这些步骤创造了一个场景，在这个场景中，半诚实的一方不可能知道另一方的私人数据。
2010-03-22 cs.CR
Revisiting Secure Computation Using Functional Encryption: Opportunities and Research Directions
越来越多的安全危害和隐私泄露事件引起了与网络空间有关的严重隐私问题。这种隐私问题有助于制定一些法规和法案，以限制隐私敏感数据的可用性和使用。安全计算问题最初由Andrew Yao于1986年正式提出，并被称为安全两方计算，由于其在构建许多现有的隐私保护方法中的基础作用，一直是学术界研究的焦点。现有的安全计算解决方案大多依赖于混淆电路和同态加密技术来解决安全计算问题，包括效率和安全保证。然而，在新兴的计算密集型和数据密集型应用（诸如新兴的机器学习解决方案）中采用这些安全计算方法仍然具有挑战性。最近提出的函数加密方案已经显示出其作为最近提出的隐私保护机器学习方法中的底层安全计算基础的前景。本文回顾了安全计算问题，新兴的和有前途的功能加密技术，并提出了一个全面的研究。我们首先简要总结了现有的传统安全计算方法建立在混淆电路，不经意传输，和同态加密技术。然后，我们阐述了新兴的功能加密的安全计算方法的独特性和挑战，并概述了几个研究方向。
2020-12-07 cs.CR
Sequential Aggregate Signatures with Short Public Keys without Random Oracles
聚合签名的概念已经被应用所激发，它使任何用户能够将不同签名者对不同消息的不同签名压缩成一个短签名。而顺序聚合签名是一种特殊的聚合签名，它只允许签名人按顺序将自己的签名添加到聚合签名中。后一种方案在多样化的设置中具有应用，例如在减少证书链的带宽和在安全路由协议中。Lu，Ostrovsky，Sahai，Shacham，and Waters（EUROPHOTOPT 2006）在标准模型中提出了第一个顺序聚合签名方案。然而，它们的公钥的大小相当大（即，组元素的数量与安全参数成比例），因此，他们建议用短密钥构造这样的方案作为一个未决问题。在本文中，我们提出了第一个序列聚合签名方案与短公钥（即，常数数目的群元素），在标准模型中的静态假设下是安全的素数阶（非对称）双线性群中。此外，我们的计划采用了一个恒定数量的配对操作的消息签名和消息验证操作。从技术上讲，我们从基于Lewko和Waters（TCC 2010）的最新双系统加密技术的公钥签名方案开始。这种技术不能直接提供聚合签名方案，因为正如我们所观察到的，应该在公钥中发布附加元素以支持聚合。因此，我们的构造是双系统技术的精心增强技术，使其能够支持顺序聚合签名方案。在标准模型下，我们还提出了一个具有短公共参数的多重签名方案。
2015-02-24 cs.CR
Secure and Private Vickrey Auction Protocols: A Secure Multiparty Computation Approach
针对去中心化场景下维克里拍卖的信息保密与正确性保障需求，提出基于安全多方计算（SMPC）的私密拍卖协议，实现无额外信息泄露的价格计算，具备抗共谋、结果可公开验证特性，明确了两阶段计算复杂度。
2023-04-28 cs.CR
Changing Neighbors k Secure Sum Protocol for Secure Multi Party Computation
私有数据输入的安全和计算是安全多方计算（SMC）的一个重要组成部分，本文提出了一个计算私有数据输入和的协议。在我们提出的协议中，我们打破了每一方的输入成段数，并改变各方的安排，这样，在每一轮的计算的邻居被改变。在这个协议中，半诚实的一方不可能知道另一方的私人数据。
2010-02-11 cs.CR
Secure Computation in Decentralized Data Markets
分散的数据市场从许多贡献者那里收集数据，以创建由市场利益相关者管理的联合数据合作社。在去中心化数据市场上执行安全计算的能力将允许获得有用的见解，同时尊重数据贡献者的隐私。在本文中，我们设计的安全协议，这样的计算，利用安全多方计算技术，包括乱码电路评估和同态加密。我们提出的解决方案是有效的，能够执行任意计算，但我们报告在医疗保健领域的两个特定应用程序的性能，以强调我们的方法对敏感数据集的适用性。
2019-07-02 cs.CR
A Modified ck-Secure Sum Protocol for Multi-Party Computation
安全多方计算（SMC）允许多方计算其输入的某些函数，而不向彼此公开实际输入。安全和计算是一个容易理解的例子，也是各种SMC解决方案的组成部分。安全和计算允许各方计算其各个输入的和，而不向彼此公开输入。在本文中，我们提出了一个修改后的版本，我们的ck-Secure和协议具有更高的安全性时，一组计算方合谋知道一些党的数据。
2010-02-21 cs.CR
Succinct Blind Quantum Computation Using a Random Oracle
在普适盲量子计算问题中，客户端希望利用单个量子服务器来计算$C|0\rangle$，其中$C$是任意量子线路，同时保持$C$的秘密性.客户的目标是使用尽可能少的资源。这个问题，以及Broadbent，Fitzsimons和Kashefi的代表性协议[FOCS 09，arXiv：0807.4154]，已经成为量子密码学研究的基础，不仅因为它本身的重要性，而且因为它为以后可以应用于相关问题的新技术提供了测试平台（例如，量子计算验证）。关于这个问题的已知协议主要是信息理论（IT）安全的或基于陷门假设（公钥加密）。在本文中，我们研究的可用性的密钥原语，由一个随机预言机建模，改变了通用的盲量子计算的复杂性。给出了一个新的普适盲量子计算协议。与以前的IT安全协议类似（例如，BFK [FOCS 09，arXiv：0807.4154]），我们的协议可以分为两个阶段。在第一阶段，客户端准备一些具有相对简单的量子门的量子设备，并将它们发送到服务器，而在第二阶段，客户端完全是经典的-它甚至不需要量子存储。至关重要的是，该协议的第一阶段是简洁的，也就是说，其复杂性与电路大小无关。给定安全参数$κ$，其复杂度仅为$κ$的固定多项式，并且可用于评估大小高达$κ$的次指数的任何电路（或若干电路）。相比之下，已知的方案要么要求客户端执行与电路大小成比例的量子计算[FOCS 09，arXiv：0807.4154]，…
2023-03-03 cs.CR quant-ph
Secure and Computationally-Efficient Cryptographic Primitive based on Cellular Automation
提出了一种基于一维元胞自动机的随机数发生器Mageto。提出并讨论了使用Mageto实现安全性的三个步骤。实现在广泛的硬件和软件场景中非常有效。它包括物联网（IoT）和网络物理系统的高级应用，这两者都是计算效率高的加密原语所需的。此外，所提出的原语固有地抵抗侧信道攻击（SCA），其中许多当前可用的密码（诸如AES）需要额外的硬件或软件努力来防止SCA攻击线。
2019-01-10 cs.CC cs.CR cs.FL
Leveraging Secure Multiparty Computation in the Internet of Things
物联网中的集中式系统--无论是本地中间件还是基于云的服务--都无法从根本上解决所收集数据的隐私问题。我们提出了一个架构，其核心是安全多方计算，以实现数据处理系统已经纳入支持隐私保护的架构。
2018-06-06 cs.CR
A Private Quantum Bit String Commitment
提出了一个基于纠缠的量子比特串承诺协议，并在随机预言模型下证明了该协议的可组合性。该协议具有保护提交消息的隐私的附加属性。即使此属性对中间人攻击没有弹性，但可以通过考虑各方通过身份验证通道进行通信来规避此威胁。如果我们在所谓的坏PUF模型中将随机预言机实现为物理不可克隆函数，并且在开放阶段之前进行访问，则该协议仍然是安全的（但不是私有的）。
2020-01-31 cs.CR quant-ph
Optimizing Secure Statistical Computations with PICCO
研究合作的增长导致了对数据共享的需求增加。然而，当这些数据是私有的时，维护安全和隐私的需求也会增加。安全的多方计算使任何函数都可以在私有数据上安全地进行评估，而不会泄露任何意外的数据。最近开发了一些工具和汇编程序，以支持评估私人数据的各种功能。PICCO就是这样一种编译器，它将通用用户程序转换为安全的分布式实现。在这里，我们使用PICCO评估常见统计程序的性能。具体来说，我们专注于卡方和标准差计算和优化用户程序，他们评估性能，一个知情的用户可能会期望安全地评估这些功能使用通用编译器。
2016-12-27 cs.CR
Privacy Preserving PageRank Algorithm By Using Secure Multi-Party Computation
在这项工作中，我们研究了PageRank算法的隐私保护计算问题。其思想是利用Paillier方案的同态加密迭代实现算法的安全多方计算。在所提出的PageRank计算中，用户使用非对称加密方法加密自己的图数据，以隐私保护的方式将数据集发送到不同的方。每一方都计算自己的加密实体，但对其他方的数据一无所知。
2016-11-07 cs.CR
Constant-Round Linear-Broadcast Secure Computation with Penalties
众所周知，比特币通过对敌对方施加金钱惩罚来实现安全计算的公平性。这种功能被称为带惩罚的安全计算。Bentov和Kumaresan（Crypto 2014）介绍了可以通过比特币实现的索赔或退款功能。他们实现了安全的计算与惩罚$O(n)$轮和$O(n)$广播的任何功能，其中$n$是党的数量。在此之后，Kumaresan和Bentov（CCS 2014）展示了一个恒定回合协议。不幸的是，该协议需要$O(n^2)$广播。据我们所知，没有协议实现基于比特币的$O(1)$轮和$O(n)$广播。这项工作在安全计算中实现了这样的效率，但没有惩罚。首先，我们展示了一个协议，在一个稍微宽松的设置称为安全计算与非等价的处罚。此设置与带惩罚的安全计算相同，不同之处在于每个诚实方接收的补偿大于预定量，而前一个设置要求每个诚实方接收相同量的补偿。也就是说，我们的设置允许诚实方的补偿是不等价的。此外，我们提出了一种技术，以消除我们的协议的非等价性，而不牺牲效率。然后，我们提出了一个新的理想功能，称为索赔退款或给予，可以通过比特币实现。
2022-06-24 cs.CR
Secure Two-party Protocols for Point Inclusion Problem
众所周知，在理论上，一般的安全多方计算问题是可以使用电路评估协议来解决的。然而，所得到的协议的通信复杂性取决于表示要计算的功能的电路的大小，因此可能是不切实际的。因此，出于效率原因，需要针对具体问题采取特殊解决方案。计算几何中的点包含问题是一种特殊的多方计算问题，有着广泛的应用。以前的协议的安全点包含问题是不够的。本文将计算几何中点包含问题的一些已知解修正到安全两方计算的框架下。
2007-05-29 cs.CR
A Review of Homomorphic Encryption Libraries for Secure Computation
在本文中，我们提供了一个调查各种库的同态加密。我们描述了在选择正确的安全计算方法时应该考虑的关键功能和权衡。然后，我们提出了一个比较六个常用的同态加密库-密封，HElib，TFHE，Paillier，ELGamal和RSA在这些确定的功能。还阐明了对不同语言和实际应用程序的支持。
2018-12-07 cs.CR
Outsourcing Private Machine Learning via Lightweight Secure Arithmetic Computation
在几个实际感兴趣的设置中，双方寻求使用公共机器学习模型来协作地对他们的私有数据执行推断。例如，几家医院可能希望共享患者的医疗记录，以增强诊断和疾病预测，但由于隐私问题，可能无法明确共享数据。在这项工作中，我们提出了一个积极的安全协议外包安全和私人机器学习计算。关于这个问题的最近的工作主要集中在被动安全协议，其安全性对被动（“半诚实”）方，但可能会完全崩溃，在存在的主动（“恶意”）方谁可以偏离协议。基于安全神经网络的分类算法可以被视为整数算术计算的实例化。我们展示了我们的协议的效率，通过将其应用到现实世界的算术神经网络计算的实例，包括一个网络训练执行协作疾病预测。
2018-12-04 cs.CR
On The Round Complexity of Secure Quantum Computation
我们构建了第一个常数轮协议，用于两方（2 PQC）和多方（MPQC）设置的安全量子计算，具有对恶意对手的安全性。我们的协议是在公共随机字符串（CRS）模型。- 假设两个消息的不经意传输（OT），我们得到（i）三个消息的2 PQC，和（ii）五轮MPQC，只有三轮在线（输入相关）通信;这种OT是从量子硬错误学习（QLWE）中得知的。- 假设QLWE的次指数硬度，我们获得（i）具有两个在线轮的三轮2 PQC和（ii）具有两个在线轮的四轮MPQC。- 当只有一个（两个）方接收输出时，我们从两个消息OT实现最小的交互（两个消息）;传统上，这样的协议被称为非交互式安全计算（NISC），我们的结果构成了第一个恶意安全的量子NISC。此外，假设可重用的恶意指定验证者NIZK参数NP（MDV-NIZK），我们给第一个MDV-NIZK的QMA，只需要一个副本的量子证人。最后，我们对两轮安全量子计算进行了初步的研究，其中每一方都必须获得输出。在消极的一面，我们确定了一个广泛的类模拟策略，足以经典的两轮安全计算，不太可能在量子设置工作。接下来，作为概念验证，我们证明了两轮安全量子计算存在于量子预言机上。
2021-08-13 cs.CR quant-ph
The Impossibility Of Secure Two-Party Classical Computation
我们提出的攻击表明，无条件安全的两方经典计算是不可能的许多类的功能。我们的分析适用于量子和相对论协议。我们说明我们的结果，显示不经意传输的不可能性。
2007-12-14 cs.CR quant-ph
Generation and Distribution of Quantum Oblivious Keys for Secure Multiparty Computation
不经意传输原语足以实现安全多方计算。然而，仅基于经典密码学的安全多方计算受到不经意传输实现的安全性和效率的严重限制。我们提出了一种方法来有效地和安全地生成和分发不经意的密钥交换量子比特和执行承诺使用经典的哈希函数。利用所提出的量子和经典的混合方法，我们得到了一个实用的和高速的不经意传输协议，即使对量子计算机攻击也是安全的。不经意的分布式密钥允许实现一个快速和安全的不经意传输协议，这可以铺平道路，广泛的应用基于安全的多方计算。
2020-06-17 cs.CR quant-ph
On the relationship between (secure) multi-party computation and (secure) federated learning
这篇短文的贡献包括以下两个部分：在第一部分中，我们能够证明Kairouz等人提出的联邦成员学习（FL）过程\cite{Kairouz1901}是一个随机过程。也就是说，可以在多方计算（MPC）的上下文中定义FL过程的$m$元功能;此外，根据Kairouz等人的的定义可被视为所定义的$m$元功能的实现。因此，FL过程的实例也是MPC协议的实例。简而言之，FL是MPC的子集。为了私密地计算所定义的FL（m-ary）功能，已经部署了各种技术，诸如同态加密（HE）、安全多方计算（SMPC）和差分隐私（DP）。在第二部分中，我们能够证明，如果底层FL实例在基于模拟的框架中私下计算定义的$m$ -ary功能，则基于模拟的FL解决方案也是SMPC的实例。因此，SFL是SMPC的子集。
2020-08-06 cs.CR
Secure Computation and Trustless Data Intermediaries in Data Spaces
本文研究在数据空间中集成MPC和FHE实现安全计算，提出不接触用户数据的去信任数据中介概念，并通过实际用例给出涵盖身份管理、策略执行、节点选择与访问控制的综合框架。
2024-10-21 cs.CR
SOCI^+: An Enhanced Toolkit for Secure OutsourcedComputation on Integers
本文提出增强工具包SOCI+，利用快速(2, 2)-门限Paillier密码系统、四类安全整数运算协议及离线/在线机制，显著降低SOCI的计算与通信开销。
2023-09-27 cs.CR
Secure Computation for Machine Learning With SPDZ
安全多方计算（MPC）是密码学的一个领域，它支持对来自多个来源的敏感数据进行计算，同时保持隐私保证。然而，理论MPC协议通常不能有效地扩展到真实世界的数据。该项目研究了SPDZ框架的效率，该框架在流行的机器学习（ML）算法的背景下提供了具有恶意安全性的MPC协议的实现。特别是，我们选择了线性回归和逻辑回归等应用程序，这些应用程序已经使用半诚实MPC技术进行了实施和评估。我们证明，SPDZ框架优于这些以前的实现，同时提供更强的安全性。
2019-01-02 cs.CR
Towards a DSL for hybrid secure computation
本文提出一种用于安全计算的领域特定语言（DSL），支持在混合环境中表达计算，并根据可用技术自动选择FHE或TEE后端执行，以解决混合安全计算中算法调整与重写的挑战。
2025-05-27 cs.CR
A Survey of Secure Computation Using Trusted Execution Environments
Singapore Management University（新加坡管理大学）；Xidian University（西安电子科技大学）；Chongqing University（重庆大学）；Jinan University（暨南大学）
作为支撑可信计算的一项重要技术，可信执行环境（TEE）允许在本地和异地数据上启动计算任务，同时确保机密性和完整性。本文提供了一个系统的审查和比较基于TEE的安全计算协议。我们首先提出了一个分类法，将安全计算协议分为三大类，即安全外包计算，安全分布式计算和安全多方计算。为了使这些协议的公平比较，我们还提出了全面的评估标准，就四个方面：设置，方法，安全性和性能。基于这些标准，我们回顾，讨论和比较最先进的基于TEE的安全计算协议的通用计算功能和专用的，如隐私保护机器学习和加密数据库查询。据我们所知，这篇文章是第一次调查，审查基于TEE的安全计算协议和全面的比较可以作为一个指南，选择合适的协议部署在实践中。最后，我们还讨论了几个未来的研究方向和挑战。
2023-02-23 cs.AI cs.CR cs.DB
Isogeny-based Group Signatures and Accountable Ring Signatures in QROM
通过引入可开放sigma协议，本文提出了QROM中首个可证明安全的基于同源的群签名和可追责环签名，免疫FSwA缺陷并为后量子密码提供非格替代方案。
2024-11-19 cs.CR
How to Securely Shuffle? A survey about Secure Shufflers for privacy-preserving computations
University of Twente（特文特大学）；Inria（法国国家信息与自动化技术研究院）
本文综述了26种安全洗牌协议，分析其分类、比较及隐私保护技术，提供选择指南和未来研究方向。
2025-12-01 cs.CR cs.LG
An Improved E-voting scheme using Secret Sharing based Secure Multi-party Computation
电子投票系统（EVS）与许多现有的投票方案相比具有潜在的优势。准确性和可靠性是这些系统中的主要关注点。EVS随着技术的进步而不断发展。随着资源的可重用性，它是廉价和有效的。快速和准确的计算结果与选民隐私是额外的优势。在所提出的系统中，我们使用秘密共享技术和安全多方秘密共享是安全计算的一项重要技术。多重参与方计算通常是通过秘密共享来实现的，即通过对输入进行共享并操纵共享来计算输入的典型函数。所提出的系统利用了按位表示的投票，并且只有共享用于传输和计算结果。安全和计算可以使用Shamir秘密共享方案分配的共享来完成。因此，该方案是安全可靠的，并且不需要为了保证安全性，我们不做任何数论假设，并提出了一种计算候选人个人选票的方法。
2015-02-26 cs.CR
Information-Theoretically Secure Three-Party Computation with One Corrupted Party
研究了当一方可以任意偏离计算协议（主动行为模型）时，三个成对交互方中的一方需要安全地计算另两方所持有的输入的函数的问题.给出了主动行为模型下无条件安全计算协议的信息论刻画。给出了一个计算汉明距离的协议，并证明了该协议在主动和被动行为模型下都是无条件安全的。主动和被动行为模型下的安全概念之间的差异说明通过BGW协议计算二次和汉明距离，该协议是安全的被动模型下，但被证明是不安全的主动模型。
2013-02-04 cs.CR cs.IT math.IT
A Secure Multiparty Quantum Least Common Multiple Computation Protocol
本文提出一种基于Shor量子周期查找算法的安全多方最小公倍数计算协议，利用周期函数连接原理，并辅以一票否决投票验证，在半诚实模型下实现高概率安全且多项式复杂度的计算。
2023-07-26 cs.CR quant-ph
