A Survey on Perfectly-Secure Verifiable Secret-Sharing
可验证秘密共享（VSS）是安全分布式计算的一个基本概念。它被用作几个分布式计算任务的构建块，如拜占庭协议和安全多方计算。在这篇文章中，我们认为VSS计划具有完美的安全性，容忍计算无界的对手。我们全面调查现有的完全安全的VSS计划在三个不同的通信设置，即同步，异步和混合设置，并提供完整的细节，现有的计划在这些设置。这项调查的目的是提供一个明确的知识和基础，研究人员谁有兴趣了解和扩展最先进的完全安全的VSS计划。
2022-02-04 cs.CR cs.DC cs.IT
Perfectly Secure Message Transmission Revisited
实现网络安全通信一直是信息技术中最重要的问题之一。Dolev、Dwork、Waarts和Yung研究了单向或双向信道中的安全消息传输。他们只考虑所有通道都是双向或所有通道都是单向的情况。Goldreich、Goldwasser和Linial、Franklin和Yung、Franklin和Wright以及Wang和Desmedt研究了多接收者（多播）模型中的安全通信和安全计算。在“多播信道”（如以太网）中，一个处理器可以同时和私下地向一个固定的处理器子集发送相同的消息。在本文中，我们将研究的必要条件和充分条件，实现安全通信对积极的对手在混合单向和双向通道。我们还讨论了多播信道和邻居网络信道。
2002-08-26 cs.CC cs.CR
Perfectly Secure Synchronous MPC with Asynchronous Fallback Guarantees Against General Adversaries
在这项工作中，我们研究了完全安全的多方计算（MPC）对一般（非阈值）的对手。同步网络中的已知协议对于$Q^{(3)}$对手结构是安全的，而在异步网络中，已知协议对于$Q^{(4)}$对手结构是安全的。一个自然的问题是是否存在一个单一的协议，该协议分别在同步和异步网络中对$Q^{(3)}$和$Q^{(4)}$对手结构保持安全，其中各方不知道网络类型。我们设计了第一个这样的两全其美的协议来对抗一般的对手。我们的结果推广了Appan，Chandramouli和Choudhury（PODC 2022）的结果，该结果提出了一个两全其美的完全安全协议。为了设计我们的协议，我们提出了两个重要的积木是独立的利益。第一个构建块是用于$Q^{(3)}$对手结构的两全其美的完全安全的拜占庭协议（BA）协议，该协议在同步和异步网络中都保持安全。第二个构建块是一个两全其美的完全安全的可验证秘密共享（VSS）协议，该协议分别在同步网络和异步网络中对$Q^{(3)}$和$Q^{(4)}$攻击结构保持安全。
2022-08-12 cs.CR cs.DC cs.IT
FSSA: Efficient 3-Round Secure Aggregation for Privacy-Preserving Federated Learning
本文提出FSSA，一种3轮安全聚合协议，在计算和通信上高效且对客户端掉线具弹性，在半诚实设定下证明其安全性，并在大数据集上实验表明其开销低且计算效率显著优于现有协议。
2023-05-22 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
Perfectly-Secure Synchronous MPC with Asynchronous Fallback Guarantees
安全多方计算（MPC）是安全分布式计算中的一个基本问题。MPC协议允许一组相互不信任的$n$方执行其私有输入的任何联合计算，而不公开关于其输入的任何附加信息。具有信息理论安全性的MPC提供了最强的安全保证，即使对计算上无限的对手也是安全的。完全安全MPC协议是一类信息理论上安全的MPC协议，它以无差错的方式提供所有的安全保证。这项工作的重点是完全安全的MPC。已知的协议被设计为假定同步或异步通信网络。众所周知，只要攻击者能够破坏任何$t_s < n/3$方，完全安全的同步MPC协议是可能的。另一方面，完全安全的异步MPC协议可以容忍多达$t_a < n/4$破坏方。一个自然的问题是，是否存在一个单一的MPC协议，用于各方不知道确切的网络类型的设置，并且该协议可以容忍同步网络中高达$t_s < n/3$的破坏和异步网络中高达$t_a < n/4$的破坏。我们设计了这样一个两全其美的完全安全的MPC协议，提供了$3t_s + t_a < n$持有。为了设计我们的协议，我们设计了两个重要的构建块，这是独立的利益。第一个构建块是一个两全其美的拜占庭协议（BA）协议，它容忍$t < n/3$损坏，并且在同步和异步网络中都保持安全。第二个构建块是基于多项式的两全其美可验证秘密共享（VSS）协议，其可以分别在同步和异步网络中容忍高达$t_s$和$t_a$的破坏。
2022-08-09 cs.CR cs.DC cs.IT
On the Significance of Quiescent Protocols for Asynchronous Perfectly Secure Message Transmission
研究了在异步有向网络中，发送方$S$到接收方$R$的完全（信息理论上）安全消息传输（PSMT）问题.攻击者可以以被动方式控制最多$t_p$节点，并且可以以故障停止方式控制最多$t_f$节点。我们实现PSMT在这种设置与一类新的消息传输协议称为静态协议。静态协议确保玩家最终停止发送消息，但与通常的终止协议相反，这些协议不要求玩家进入停止状态，从停止状态他们不能采取任何进一步的行动。为了显示静态协议的意义，我们首先确定的条件下，它是不可能的任何终止协议，以实现PSMT。为了避免这种不可能性，我们将现有的同步PSMT协议转化为一个静态协议，完成PSMT。通过专注于设计静态协议，而不是终止协议，我们表明，在网络中的同步不需要任何额外的连接超过其国家的最先进的同步对应。这表明静态协议适合于解决异步网络中具有失效-停止故障的PSMT。
2019-01-10 cs.CR
Bicoptor: Two-round Secure Three-party Non-linear Computation without Preprocessing for Privacy-preserving Machine Learning
提出Bicoptor协议族，通过两轮无预处理的符号判定实现高效三方非线性计算，在ReLU和Maxpool上性能优于现有方案一至两个数量级。
2024-04-19 cs.CR
Perfectly Secure Steganography: Capacity, Error Exponents, and Code Constructions
本文分析了满足以下完美不可检测性条件的隐写系统。在将消息嵌入到covertext中之后，所得到的隐写文本需要具有与covertext完全相同的概率分布。那么没有统计测试可以可靠地检测隐藏消息的存在。我们称这种隐写方案为完全安全的。在最近的文献中已经提出了一些这样的方案，但他们有消失率。我们证明，通信性能可以大大提高，具体来说，我们的基本设置假设独立同分布（i.i.d.）covertext，我们构建完全安全的隐写代码从公共水印代码使用binning方法和随机排列的代码。置换是编码器和解码器之间共享的秘密密钥。我们推导出（正）容量和随机编码指数的完全安全的隐写系统。误差指数提供实现目标低误差概率所需的码长的估计。我们解决了由于完美的安全要求在通信性能的潜在损失。这种损失是相同的损失下得到一个较弱的阶-1隐写的要求，只需要匹配的一阶边缘的covertext和隐写文本分布。此外，如果覆盖文本分布是均匀的，失真度量是循环对称的，则不会发生损失;然后通过随机线性码实现隐写容量。我们的框架也可能是有用的计算安全隐写系统，具有接近最佳的通信性能。
2007-12-25 cs.CR cs.IT math.IT
Energy Concealment based Compressive Sensing Encryption for Perfect Secrecy for IoT
最近的研究表明，在资源受限的物联网设备中使用高斯或二项式传感矩阵的基于压缩感知（CS）的计算安全方案容易受到仅密文攻击。虽然基于CS的完全安全方案没有这样的漏洞，但完全安全方案的实际实现是具有挑战性的，因为它需要额外的安全信道来传输测量范数。在本文中，我们通过隐藏能量设计了一个完全安全方案的实际实现，其中消除了对额外安全信道的要求。由于高斯感测矩阵的生成在资源受限的IoT设备中是不可行的，因此使用线性反馈移位寄存器来生成近似高斯感测矩阵。我们还证明了所提出的完全安全的方案在实践中的实施的可行性，而不增加复杂性。此外，所提出的方案的安全性分析，并与最先进的压缩感知的能量混淆方案进行了比较。
2020-11-11 cs.CR cs.IT math.IT
Perfectly Secure Message Transmission against Rational Adversaries
安全消息传输（SMT）是一种双方加密协议，通过该协议，发送方可以使用多个通道安全可靠地将消息传输到接收方。攻击者可以破坏信道的子集，并在信道上进行窃听和篡改攻击。在这项工作中，我们引入了一个博弈论的安全模型SMT中，对手有一些偏好的协议执行。我们定义理性的“胆小”的对手谁喜欢违反安全要求，但不喜欢被检测到的篡改。首先，我们考虑一个单一的对手攻击协议的基本设置。我们构建完美的SMT协议，对任何理性的对手腐败，但其中一个渠道。由于少数腐败是需要在传统的设置，我们的研究结果表明，通过博弈论的方法规避加密不可能的结果。接下来，我们研究的设置中，所有的渠道可以被损坏的多个对手谁不合作。由于我们不能指望任何安全，如果一个单一的对手破坏所有的渠道或多个对手恶意合作，这种情况下，可以从博弈论模型。我们还研究了恶意和理性的对手都存在的情况。
2021-12-29 cs.CR cs.GT
Practical and Provably Secure Onion Routing
在洋葱路由协议中，消息在到达目的地之前要经过几个中介，它们被包裹在加密层中（因此它们被称为“洋葱”）。这样做的目的是让人很难确定是谁发送的信息。这是一个实用和广泛的工具，用于创建匿名渠道。对于标准的对手模型-网络，被动和主动-我们提出了实用和可证明安全的洋葱路由协议。类似于Tor，在我们的协议中，每一方都独立地为他的洋葱选择路由路径。对于安全参数$λ$，我们针对主动攻击者的差分私有解决方案需要$O(\log^2λ)$轮，并要求每个参与者在每轮中发送$O(\log^{4} λ)$洋葱。
2021-07-29 cs.CR
Perfectly Secure Steganography Using Minimum Entropy Coupling
FLAIR, University of Oxford（牛津大学FLAIR）；Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）；armasuisse Science + Technology（瑞士联邦国防采购局科学与技术部）
本文证明完美安全隐写术等价于由耦合诱导的过程，并基于最小熵耦合提出首个对任意载体分布具有完美安全保证的隐写算法，实验表明其编码效率优于现有基线。
2023-10-30 cs.AI cs.CR cs.MM
Standing Firm in 5G: A Single-Round, Dropout-Resilient Secure Aggregation for Federated Learning
针对5G联邦学习中高移动性与频繁掉线导致安全聚合多轮通信、依赖固定设施的问题，提出利用基站辅助并结合预计算、KH-PRF与t-out-of-k秘密共享的单轮轻量协议，提升效率、鲁棒性与隐私。
2025-05-11 cs.CR cs.NI
Armadillo: Robust Single-Server Secure Aggregation for Federated Learning with Input Validation
University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；UC Berkeley（加州大学伯克利分校）；J.P. Morgan AI Research（摩根大通人工智能研究院）；AlgoCRYPT CoE（算法加密卓越中心）
针对联邦学习中单服务器安全聚合易受恶意客户端破坏的问题，本文提出Armadillo系统，通过两层安全聚合协议和低轮次协议实现高效破坏抗性，仅需3轮且计算轻量，恶意客户端仅能在合法范围内影响结果。
2026-09-26 cs.CR
Adversarial Wiretap Channel with Public Discussion
Wyner的窃听信道的优雅模型利用通信信道中的噪声来提供对计算无限窃听者的完美保密，而不需要共享密钥。我们考虑在[18，19]中提出的窃听信道的对抗模型，其中对手是活跃的：它选择所发送码字的一部分$ρ_r$进行窃听，并通过“添加”对抗错误来破坏码字的一部分$ρ_w$。结果表明，该模型还可以在单轮安全消息传输的设置中捕获网络对手[8]。证明了当且仅当$ρ_r + ρ_w <1$满足条件时，安全通信（1轮）是可能的.在本文中，我们表明，通过允许通信者有机会获得一个公开的讨论渠道（真实的通信没有秘密）安全的通信成为可能，即使$ρ_r + ρ_w >1$。我们形式化了\awtppd协议的模型，并针对两个效率度量，{ \em信息速率}和{ \em消息轮复杂度}给出了严格的界.我们还构造了一个具有最少消息轮数的速率最优协议族。我们将这些结果应用于安全消息传输与公众讨论（SMT-PD），特别是显示了一个新的下限，这些协议的传输速率与一个新的建设的最佳SMT-PD协议。
2015-04-21 cs.CR
Securing Secure Aggregation: Mitigating Multi-Round Privacy Leakage in Federated Learning
University of Southern California (USC)（南加州大学）；University of California, Riverside（加州大学河滨分校）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
针对联邦学习多轮训练中因部分用户选择导致的隐私泄露问题，提出具有多轮隐私保证的安全聚合框架Multi-RoundSecAgg，通过结构化用户选择策略在保证公平性和准确率的同时实现长期隐私保护。
2023-07-27 cs.CR cs.DC cs.IT
Information Theoretic Secure Aggregation with User Dropouts
University of North Texas（北德克萨斯大学）
在鲁棒安全聚合问题中，服务器希望学习并且仅学习多个用户的输入的总和，而一些用户可能退出（即，可以不回答）。丢失用户的身份事先并不知道，服务器需要安全地恢复剩余幸存用户的总和。我们考虑以下安全聚合的最小两轮模型。在第一轮中，$K$用户中不少于$U$用户的任何集合响应服务器，并且服务器想要学习所有响应用户的输入的总和。其余用户被视为已删除。在第二轮中，存活用户的不少于$U$用户的任何集合响应（即，在第二轮中仍然可能有退出），并且根据在两轮中从幸存用户获得的信息，服务器可以解码期望的和。安全约束是即使服务器与任何$T$用户勾结并且来自被丢弃用户的消息被服务器接收（例如，延迟的分组），则服务器不能推断出信息理论意义上的和之外的任何附加信息。对于这个信息论安全聚集问题，我们刻画了最优通信代价。当使用$U \leq T$时，安全聚合是不可行的，而当使用$U > T$时，为了安全地计算总和中的一个符号，从每个用户发送到服务器的符号的最小数量在第一轮是$1$，在第二轮是$1/(U-T)$。
2021-01-19 cs.CR cs.IT cs.LG
When Secure Aggregation Falls Short: Achieving Long-Term Privacy in Asynchronous Federated Learning for LEO Satellite Networks
本文针对低轨卫星网络中传统安全聚合在间歇可见性和多轮隐私泄露方面的不足，提出异步联邦学习框架LTP-FLEO，通过隐私感知卫星划分、模型年龄平衡和公平全局聚合实现长期隐私保护并加速收敛。
2025-08-19 cs.CR
Communication-Efficient (Client-Aided) Secure Two-Party Protocols and Its Application
安全多方计算（MPC）允许一组各方联合计算函数，同时保持其输入的私密性。与基于混淆电路的MPC相比，最近的一些研究结果表明，基于秘密共享（SS）的MPC工作在一个非常高的速度。此外，基于SS的MPC可以很容易地矢量化，并实现更高的吞吐量。然而，在基于SS的MPC中，我们需要许多通信回合来计算具体的协议，如相等性检查，小于比较等。在本文中，我们构造了半诚实安全通信有效的两方协议。核心技术是Beaver三重扩展，这是一种处理多扇入门的新工具，我们也展示了如何有效地使用它。我们主要关注减少通信轮数，我们的协议也成功地减少了通信位数（在大多数情况下）。作为一个例子，我们提出了一个小于比较协议（根据实际参数）与三个通信轮。此外，通信比特的数目也更少$38.4\%$。因此，总在线执行时间比采用相同设置的前一工作短$56.1\%$。虽然我们的协议的计算成本比以前的工作更昂贵，我们通过实验证实，这样的缺点在典型的WAN环境中的整个在线性能的影响很小。
2020-01-04 cs.CR
Post-Quantum Secure Decentralized Random Number Generation Protocol with Two Rounds of Communication in the Standard Model
针对现有去中心化随机数生成器缺乏后量子安全或依赖随机预言机模型的问题，本文提出基于格的 PVSS 的两轮 DRNG，可在标准模型下证明安全并容忍 t < n/2 个恶意方。
2025-05-12 cs.CR math.NT
Flamingo: Multi-Round Single-Server Secure Aggregation with Applications to Private Federated Learning
University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；Microsoft Research（微软研究院）；J.P. Morgan AI Research（摩根大通人工智能研究院）；AlgoCRYPT CoE（AlgoCRYPT卓越中心）
本文提出Flamingo，一种用于联邦学习的多轮单服务器安全聚合系统，通过消除每轮设置、引入轻量级客户端退出恢复协议及本地选择客户端邻域的新方法，显著减少了交互次数与端到端运行时间，并在MNIST和CIFAR-100上实现无损精度的安全训练。
2024-10-13 cs.CR cs.LG
On The Simplest Quantum-Secure Block Cipher
University of Maryland（马里兰大学）；National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；Technical University of Denmark（丹麦技术大学）
本研究证明两轮Even-Mansour密码在量子查询下信息论安全，并指出单轮构造不安全，该构造为最简单的量子安全分组密码。
2026-10-01 cs.CR quant-ph
Adaptively Secure Coin-Flipping, Revisited
1985年，Ben-Or和Linial引入了全信息模型来研究集体抛硬币：在具有$t=t(n)$故障的$n$玩家网络中生成公共有界偏置位的问题。他们表明多数协议可以容忍$t=O(\sqrt n)$自适应损坏，并证明这在自适应设置中是最优的。Lichelman、Linial和Saks证明了这个猜想适用于每个参与者发送一个比特的协议。他们的结果是近30年来该猜想的主要进展。在这项工作中，我们重新审视这个问题，并问：什么协议涉及较长的消息？增加沟通能让更多的球员犯错吗？我们引入了一个强自适应腐败的模型，在每一轮中，对手看到诚实的各方发送的所有消息，并根据消息内容，决定是否腐败的一方（并拦截他的消息）或不。我们证明了任何一轮硬币翻转协议，无论消息长度，是安全的，对最多$\tilde{O}(\sqrt n)$强自适应腐败。因此，增加消息长度在此设置中没有帮助。然后，我们阐明了自适应和强自适应对手之间的联系，通过证明任何对称的一轮硬币翻转协议安全对$t$自适应腐败，有一个对称的一轮硬币翻转协议安全对$t$强自适应腐败。回到标准的自适应模型，我们现在可以证明任何具有任意长消息的对称单轮协议最多可以容忍$\tilde{O}(\sqrt n)$自适应损坏。在我们的研究结果的核心在于一个新的使用极小极大定理和一个新的技术转换成一个协议的消息的$polylog(n)$位的任何一轮安全协议。这项技术可能是独…
2015-05-04 cs.CR cs.DC
Fluent: Round-efficient Secure Aggregation for Private Federated Learning
Yangzhou University（扬州大学）；Fujian Normal University（福建师范大学）；City University of Macau（澳门城市大学）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）；Griffith University（格里菲斯大学）
本研究针对现有联邦学习单服务器安全聚合方案轮次与通信复杂度高的问题，提出Fluent方案，通过复用秘密份额、合并校验与解掩码步骤等创新，在恶意服务器场景下实现最少通信轮次，显著降低客户端计算与通信成本，并支持动态客户端加入。
2024-03-10 cs.AI cs.CR
Perfectly secure encryption of individual sequences
类似于众所周知的概念有限状态压缩性的个别序列，由于Lempel和Ziv，我们定义了一个类似的概念“有限状态可压缩性”的一个单独的明文序列，作为最小的渐近密钥速率，必须消耗有限状态可压缩性，以保证完美的保密性在一个明确的意义。我们的主要基本结果是，有限状态的可压缩性是等于有限状态的压缩性为每一个单独的序列。这与香农的经典概率对应结果是平行的，香农断言所需的最小密钥速率等于源的熵速率。然而，被定义为加密问题中的上限（直接部分）和下限（逆向部分）之间的间隙的冗余，与与压缩问题相关的类似冗余相比，以不同的速率（实际上，慢得多）衰减。我们还扩展我们的主要定理在几个方向，允许：（i）在解密器/解密器/窃听器的侧信息（SI）的可用性，（ii）在解密器的有损重建，和（iii）的组合，有损重建和SI，在Wyner-Ziv问题的精神。
2012-01-09 cs.CR cs.IT math.IT
Secure Two-Party Feature Selection
在这项工作中，我们研究如何安全地评估交易数据的价值，而不需要可信的第三方。我们专注于分类这一重要的机器学习任务。这使得我们提出了一个可证明安全的四轮协议，该协议计算要交易的数据的价值，而不会将数据泄露给潜在的收购方。理论结果表明，所提出的协议的一些重要属性。特别是，我们证明了该协议的安全性诚实，但好奇的对手模型。
2019-01-03 cs.CR
Practically Efficient Secure Computation of Rank-based Statistics Over Distributed Datasets
在本文中，我们提出了一个实际有效的模型，用于安全地计算基于排名的统计数据，例如，中位数，中位数和四分位数，在恶意环境中的分布式数据集上，而不会泄露个人数据隐私。基于Aggarwal等人的二分查找技术（EUROCITY PT \textquotesingle 04），我们分别提出了一个交互式协议和一个非交互式协议，最多包含$\log ||R||$轮，其中$||R||$是数据集元素的范围大小.此外，我们引入了一系列的优化技术，以降低轮的复杂度。我们的计算模型是模块化的，可以实例化与同态加密或秘密共享计划。与最先进的解决方案相比，它提供了更强的安全性和隐私性，同时保持了高效率和准确性。与基于差异隐私的解决方案不同，它不会在准确性和隐私性之间进行权衡。另一方面，它只涉及$O(N \log ||R||)$时间复杂度，这比那些具有$O(N^2\log ||R||)$时间复杂度的基于逐位比较的解决方案要高效得多，其中$N$是数据集大小。最后，我们提供了一个UC-安全的实例与阈值Paillier密码系统和$Σ$ -协议零知识证明的知识。
2023-02-16 cs.CR
The Round Complexity of Black-Box Post-Quantum Secure Computation
本文研究后量子 MPC 的黑盒轮复杂度，基于后量子半诚实不经意传输给出多项式轮构造，并实现多方 ε-模拟的首个黑盒常数轮方案及新型承诺。
2025-02-19 cs.CR quant-ph
Chu-ko-nu: A Reliable, Efficient, and Anonymously Authentication-Enabled Realization for Multi-Round Secure Aggregation in Federated Learning
针对联邦学习多轮安全聚合中设置昂贵、份额转移概率受限及身份隐私问题，提出 Chu-ko-nu，利用密钥分量再分配和零知识证明实现可靠、匿名认证且成本降低至少 21.02% 的连续聚合。
2024-06-15 cs.CR cs.DC cs.LG
AHSecAgg and TSKG: Lightweight Secure Aggregation for Federated Learning Without Compromise
针对联邦学习安全聚合计算开销高的问题，提出基于加法同态掩码的 AHSecAgg 协议及基于门限签名的 TSKG 密钥生成方法，在保证安全、掉线处理和模型精度的同时提升效率。
2023-12-11 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
On Optimal Secure Message Transmission by Public Discussion
在安全消息传输（SMT）场景中，发送方希望以私密且可靠的方式向接收方发送消息。发射机和接收机通过称为导线的$n$顶点不相交路径连接，导线的$t$可以由具有无限计算资源的自适应对手控制。在Eurocrypt 2008中，Garay和Ostrovsky考虑了一个SMT场景，其中发送者和接收者可以访问公共讨论频道，并表明当$n \geq t+1$时，安全可靠的通信是可能的。在本文中，我们将表明，一个安全的协议需要至少3轮的通信和2轮调用的公共通道，从而给出了一个完整的答案，由Garay和Ostrovsky提出的开放问题。我们还描述了一个回合的最佳协议，\emph{constant}传输速率在公共信道上。
2009-11-08 cs.CR cs.IT math.IT
Private Web Search with an Expected Constant Round
网络搜索正在成为一项重要的活动，因为它通常是最有效和最方便的方式找到信息。然而，Web搜索可能对用户的隐私构成威胁，因为查询可能会泄露关于用户的敏感信息。私有网络搜索（PWS）解决方案允许用户在互联网上查找信息，同时保护他们的隐私。在这里，隐私意味着保持通信用户身份的机密性。根据其底层技术，现有的PWS解决方案可以分为三种类型：基于代理的解决方案，基于混淆的解决方案和基于加密的解决方案。其中，基于密码的PWS（CB-PWS）系统特别有趣，因为它们在密码学意义上提供了强大的隐私保证。在本文中，我们提出了一个轮效率的CB-PWS协议，保持计算效率相比，其他已知的CB-PWS系统。假设一个广播信道，我们的协议是一个\emph{four-round}加密方案，需要$O(n)$通信复杂性。然而，如果只有点对点的互动是可用的，与用户模拟的广播信道，我们的协议需要一个预期的$O(1)$轮复杂度和相同的计算和通信开销。进一步分析我们的协议的效率表明，我们的建议只需要$3n$模幂为$n$用户。为了评估我们的协议的安全性，我们证明了我们的建设是安全的半诚实的模型。然后，我们讨论如何增强其安全性，使其在恶意对手的存在下是安全的。我们提供了一个特定的协议来管理用户组，这也是现有系统的一个优势。
2016-04-11 cs.CR
LISA: LIghtweight single-server Secure Aggregation with a public source of randomness
本文提出LISA协议，利用公共随机源将安全聚合的每用户开销和交互轮数降至两轮，渐近达到非隐私协议的通信效率，并在理论与实验中验证了其性能优势。
2023-08-04 cs.CR
CHRONOS: A Hardware-Assisted Phase-Decoupled Framework for Secure Federated Learning in IoT
Faculty of Information Technology, Van Lang School of Technology, Van Lang University（范浪大学技术学院信息技术系）
CHRONOS通过硬件辅助分离加密设置与训练阶段，提升物联网联邦学习的安全性，减少聚合延迟并抵御梯度 inversion 攻击。
2026-07-28 cs.CR cs.DC
Bifrost: A Much Simpler Secure Two-Party Data Join Protocol for Secure Data Analytics
Fudan University（复旦大学）；The Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）
Bifrost 提出了一种更简单的安全两方数据连接协议，通过ECDH-PSI和盲shuffle实现无冗余连接，显著提升SDA效率与通信性能。
2026-02-05 cs.CR
Making Code Voting Secure against Insider Threats using Unconditionally Secure MIX Schemes and Human PSMT Protocols
代码投票是Chaum引入的一种解决方案，用于使用可能被恶意软件感染的设备在电子投票应用程序中投票。Chaum在代码投票方面的工作假设投票代码是使用邮件系统物理地传递给投票者的，隐含地要求信任邮件系统。这不一定是一个有效的假设-特别是如果邮件系统不可信。当与选票的接收者合谋时，隐私就被破坏了。很明显，当涉及到隐私时，计算机和互联网上的“安全”通信不能完全信任。这强调了使用的重要性：（1）安全网络通信的无条件安全性。(2)减少对不可信计算机的依赖。在本文中，我们将探讨如何消除邮件系统的信任假设的代码投票。我们使用PSMT协议（SCN 2012），其中在视觉辅助的帮助下，人类可以以99\%的准确度正确地进行$\mod 10$添加。我们介绍了一个无条件安全的MIX基于组合数学的集合系统。鉴于我们提出的投票方案的最终用户是人类，我们\emph{cannot use}经典的安全多方计算协议。我们的解决方案适用于单议席和多议席选举，实现：\begin{enumerate}[i)] \item An anonymous and perfectly secure communication network secure against a $t$-bounded passive adversary used to deliver voting, \item The end step of the p…
2015-06-14 cs.CR
Faster Privacy-Preserving Computation of Edit Distance with Moves
我们考虑一个有效的两方协议，安全计算字符串的相似性w.r.t.扩展的编辑距离测量。这里，分别拥有串$x$和$y$的两方想要联合计算$\mathrm{EDM}(x,y)$的近似值，即包括将$x$变换为$y$所需的子串移动的编辑操作的最小数量，而不泄露任何私有信息。最近，基于同态加密提出了第一个安全的两方协议，但由于其高通信和轮复杂度，这种方法不适合长字符串。在本文中，我们提出了一种改进的算法，显着降低轮的复杂性，而不牺牲其密码强度。我们检查我们的算法的性能相比，以前的DNA序列。
2019-11-28 cs.CR
Snail: Secure Single Iteration Localization
提出基于安全多方计算（混淆电路）的隐私保护定位方法Snail，通过单次迭代定位技术，在保持数据机密性的同时实现两个数量级以上的加速，支持机器人安全卸载定位任务。
2024-03-26 cs.CR
A Framework for Efficient Adaptively Secure Composable Oblivious Transfer in the ROM
不经意传输（OT）是一种基本的密码协议，它有许多应用，特别是作为两方和多方计算的基本构建块。在随机预言机模型（ROM）下，利用具有一定性质的OW-CPA安全公钥加密方案，构造了一个具有不经意传输安全性的2轮通用可组合（UC）协议.在计算方面，我们的协议只需要生成一个公共/秘密密钥对，两个加密操作和一个解密操作，除了一些调用随机预言机。在通信方面，我们的协议只需要传输一个公钥，两个密文和三个与消息大小大致相同的二进制字符串。接下来，我们将展示如何在低噪声LPN，McEliece，QC-MDPC，LWE和CDH假设下实例化我们的构造。我们基于低噪声LPN、McEliece和QC-MDPC假设的实例是第一个基于编码假设的UC安全OT协议，以实现：1）自适应安全性，2）最佳轮复杂性，3）低通信和计算复杂性。以前的结果，在这种设置只实现了静态安全和使用昂贵的切割和选择techniques.我们的实例化的基础上CDH实现自适应安全的通信只有两个以上的组元素相比，基于间隙DH的最简单的OT协议的Chou和Orlandi（Latincrypt 15），它只实现了在ROM中的静态安全的小成本。
2017-10-23 cs.CR cs.IT math.IT
Secure Code Generation at Scale with Reflexion
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
研究评估了使用Instruct Prime和反射提示方法提升代码安全性的效果，发现反射提示能显著提高安全性能，尤其在第一轮提示中效果最明显。
2025-11-05 cs.AI cs.CE cs.CR
A Secure and Efficient Protocol for Group Key agreement in Heterogeneous Environment
随着无线技术和普适计算的发展，异构环境下的安全组通信越来越受到人们的重视。虽然已经提出了一些组密钥协商协议，其中大多数是不适用于异构环境中，其中一些计算有限的节点与一个或多个计算高效的节点共存。在现有的几个协议中，有些协议不能满足密钥协商的性质，有些协议不能处理动态组的协商。在这项工作中，我们提出了一个常数轮组密钥协商协议的异构环境中使用多项式插值。该协议通过将主要的计算负载转移到有能力的用户上，保证了通信和计算效率，实现了真正的贡献密钥协商特性和用户加入和离开的动态处理。在形式化模型下分析了协议的安全性。比较结果表明，协议的效率相比现有的显着改善。
2009-08-18 cs.CR
A Tight Lower Bound on Adaptively Secure Full-Information Coin Flip
针对自适应安全全信息掷硬币，本文证明任意轮复杂度的 n 方协议均无法抵御 ω(√n) 次自适应腐化，确立了紧下界。
2024-10-27 cs.CR
Efficient Multi-Party Secure Comparison over Different Domains with Preprocessing Assistance
本文提出了一种拍卖师辅助的多域安全比较协议，通过预处理优化实现高效且安全的多方计算应用。
2026-02-23 cs.CR
Efficient Three-party Computation: An Information-theoretic Approach from Cut-and-Choose
据我们所知，从切割和选择安全计算的文献集中在实现对恶意对手的计算安全。目前还不清楚切割和选择的想法是否可以适用于信息理论安全的安全计算。在这项工作中，我们探讨的可能性，使用切割和选择在信息论设置的安全三方计算（3PC）。以前的工作3PC主要集中在半诚实的情况下，是由观察到的多方计算（MPC）的真实字部署似乎涉及几方的动机。我们提出了一个新的协议，信息理论上安全的3PC容忍一个恶意方欺骗概率$2^{-s}$使用$s$运行的电路计算的切割和选择范例。我们的协议的计算成本基本上是只有一个小常数比国家的最先进的3PC协议对半诚实的腐败，而它的通信轮大大减少相比，其他恶意安全的3PC协议在信息理论的设置。
2019-08-10 cs.CR
Bootstrapped Oblivious Transfer and Secure Two-Party Function Computation
我们提出了一个信息论框架的安全两方函数计算（SFC）问题，并引入了SFC容量的概念。我们研究和扩展字符串不经意传输（OT）的样本明智OT。我们提出了一个有效的，完全私有的OT协议，利用二进制擦除通道或源。我们还提出了引导字符串OT协议，它提供了不相交（削弱）的隐私，同时实现了成倍的增长率，从而权衡安全率。最后，利用我们的OT协议，我们构建了一个协议，SFC和建立一个一般的下限SFC容量的二进制擦除通道和源。
2009-02-04 cs.CR cs.IT math.IT
Secure IVSHMEM: End-to-End Shared-Memory Protocol with Hypervisor-CA Handshake and In-Kernel Access Control
Secure IVSHMEM通过通道分离、内核访问控制、虚拟机监控器握手及应用集成，为共享内存通信提供端到端认证与细粒度访问控制，性能开销极小，适用于汽车等安全关键场景。
2025-09-26 cs.CR
Efficient Secure Aggregation for Privacy-Preserving Federated Machine Learning
针对联邦学习安全聚合中通信与计算开销大的问题，提出e-SeaFL协议，利用辅助节点和同态向量承诺实现单轮通信的可验证聚合，效率较现有最优方法提升一个数量级。
2024-11-08 cs.CR
Personalized Difficulty Adjustment for Countering the Double-Spending Attack in Proof-of-Work Consensus Protocols
比特币是第一个安全的去中心化电子货币系统。然而，由于其工作量证明（PoW）共识算法，它被认为是低效的，并且具有双重支出的潜在危险。在本文中，我们的目标是通过降低连续获胜的概率来降低重复支出的概率。我们首先形式化了一个基于PoW的分散式安全网络模型，以便进行定量分析。接下来，为了解决双重花费的风险，我们提出了个性化难度调整（PDA）机制，该机制修改每个参与者的难度，使得在过去几轮中赢得更多块的参与者在下一轮中获胜的概率较小。为了分析PDA机制的性能，我们观察到该系统可以由高阶马尔可夫链建模。最后，我们证明了PDA有效地降低了连续获胜的概率，并导致一个更值得信赖的基于PoW的系统。
2018-07-09 cs.CR
Private Multi-party Matrix Multiplication and Trust Computations
本文研究分布式矩阵乘法。每个参与者只拥有两个矩阵的一行，并且希望了解乘积矩阵的一个不同行，而不向其他参与者透露其输入。首先，我们改进了一个加权平均协议，以安全地计算一个点积的二次通信量和线性轮数。我们还提出了一个协议与五轮通信，使用一个Paillier类似的基本同态公钥密码系统，这是安全的半诚实模型或安全的高概率在恶意的对手模型。使用ProVerif，一个密码协议验证工具，我们能够检查协议的安全性，并提供了一个对策，对工具发现的每一个攻击。我们还提出了一种避免合谋攻击的随机化方法。作为一个应用程序，我们表明，该协议使一个分布式的和安全的评估网络中的信任关系，为一大类的信任评估计划。
2016-07-13 cs.CR cs.SC
Secure Sketch for All Noisy Sources (Noisy)
安全草图产生其输入$w$的公共信息而不泄露它，然而，允许在给定接近$w$的另一个值$w'$的情况下精确恢复$w$。因此，它可以用于可靠地再现任何容易出错的秘密（即，生物测定）存储在秘密存储器中。然而，有些信源的熵值比误差本身的熵值要低，形式上称为“误差大于熵”，标准的安全方案不能完全满足这类信源的安全要求。本文主要研究安全草图。我们提出了一个具体的安全素描结构。我们证明了所有噪声源的安全性，包括零最小熵的平凡源。此外，我们的建设配备了高效的恢复算法在多项式时间的草图大小，它可以容忍高数量的出错率任意接近1/2。上述结果与我们对两个NP完全编码问题的解的推导相结合，表明P=NP。
2020-01-19 cs.CR cs.IT math.IT
STR: Secure Computation on Additive Shares Using the Share-Transform-Reveal Strategy
云计算的快速发展，大概让我们每个人都受益匪浅。然而，不可信的云服务器带来的隐私风险引起了越来越多的人和立法机构的关注。在过去的二十年中，大量的工作寻求外包各种特定的任务，同时确保私人数据的安全性。要外包的任务数不胜数;然而，所涉及的计算是相似的。在本文中，我们构建了一系列新的协议，支持安全计算的各种功能的号码（例如，基本初等函数）和矩阵（例如，特征向量和特征值的计算）。所有协议只需要恒定的交互轮数，实现了低计算复杂度。此外，即使$n-1$服务器合谋，所提出的$n$方协议也能确保私有数据的安全性。利用卷积神经网络模型对协议进行了验证。理论分析和实验结果证明了该协议的正确性、高效性和安全性。
2021-04-25 cs.CR
Secure Coding via Gaussian Random Fields
由严格非线性高斯随机场给出生成模型的逆概率问题表现出全有或全无的行为：存在一个临界速率，在该速率下贝叶斯推理表现出相变。低于这个速率，最优贝叶斯估计器可以完美地恢复数据，高于这个速率，恢复的数据变得不相关。本研究使用自旋玻璃理论的复制方法来表明，这个临界速率是信道容量。这一有趣的发现对安全传输问题有特殊的应用：严格非线性高斯随机场和随机分组可用于对窃听通道中的机密消息进行安全编码。我们的大系统特性表明，这种安全的编码方案渐近实现的高斯窃听信道的保密能力。
2022-05-18 cs.CR cs.IT math.IT
