同態加密-如何讓別人稀裡糊塗幫你幹活


3樓貓 發佈時間:2024-05-18 18:49:53 作者:山東大學招生處 Language

如果說上次發不經意傳輸就已經是老本行了,那今天的同態加密就是老老本行,因為我現在在做的項目就是基於全同態加密,今天來分享一下它的基礎原理(不會涉及高二以上知識,請放心食用。另,本文部分圖片來自知乎著名密碼學作者,劉巍然-學酥)。

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雲計算的發展速度越來越快,雲服務器上的計算量愈發龐大。然而,當我們將那些極其私密的數據,像實驗數據、個人信息等上傳至雲服務器進行運作時,數據洩露的風險便悄然浮現,不是說雲服務商不值得信任,而是如果它們的服務器被攻擊,數據依然會被洩露出去(學習通和CSDN,說的就是你們,跪下!)。

同態加密-如何讓別人稀裡糊塗幫你幹活-第1張

我們用一個經常在同態加密中提到的例子來說明同態加密的原理,假如有一個金店需要加工金項鍊,考慮這麼兩個問題:

1. 如何運輸黃金而不被運輸的人把黃金偷走

2. 如何把黃金交給工匠進行加工,而且使得工匠也無法獲得任何黃金

對於問題一,可以很自然的想到,對黃金上鎖(對數據加密),這樣就不會被偷走

但是對於問題二,鎖上了還怎麼加工呢?這就要引入計算的同態性了,什麼是同態呢?

考慮一個小小函數 y=4x,我們有兩個數字a和b,y(a)=4a,y(b)=4b,那麼y(a+b)=4(a+b)=4a+4b=y(a)+y(b),我們可以發現,y保持了和x一樣的計算性質,這就是同態性。

這個過程可以形象地理解為,工匠可以通過保險櫃上的手套操作黃金,這個過程中工匠對黃金地操作與不帶手套是一樣的,但同時工匠無法直接摸到黃金(物理層面上),這樣工匠即能對黃金進行處理又無法竊取黃金。

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當然,戴著手套效率肯定低,同樣,全同態加密二點計算速度要比明文計算慢,且還要考慮噪聲問題,如何提高效率,這也是全同態加密的一個重要研究方向。

我上次發葫蘆換葫蘆的中間人攻擊,確實是硬蹭,這次我還想聊點西遊記,不過這次不蹭“偷丹的賊”了,聊聊孫悟空的全同態,《西遊記》裡師徒四人路過朱紫國的時候,給國王看病,需要把脈,孫悟空就想到一招“懸絲診脈”,用一根網線連著病人的手腕和自己的手指,隔空診脈,不知道再給誰診脈,還能得出病的名字,也符合“既想要對方給你處理數據,又不想讓對方知道隱私數據內容”的目的

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我真的很喜歡西遊記


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