簡(jiǎn)述安全多方計(jì)算
cc 隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，數(shù)據(jù)共享也越來(lái)越頻繁，而其中有些敏感數(shù)據(jù)，比如電子選舉、電子投票等信息，這些信息需要被共享但又不能泄露數(shù)據(jù)具體內(nèi)容。于是，安全多方計(jì)算就應(yīng)運(yùn)而生。
安全多方計(jì)算簡(jiǎn)介
安全多方計(jì)算（Secure Multi-Party Computation）簡(jiǎn)稱SMC，首先由華裔計(jì)算機(jī)科學(xué)家、圖靈獎(jiǎng)獲得者姚期智教授于1982年提出，可解決一組互不信任的參與方之間保護(hù)隱私的協(xié)同計(jì)算問(wèn)題。
安全多方計(jì)算指參與者在不泄露各自隱私數(shù)據(jù)情況下，利用隱私數(shù)據(jù)參與保密計(jì)算，共同完成某項(xiàng)計(jì)算任務(wù)。該技術(shù)能夠滿足人們利用隱私數(shù)據(jù)進(jìn)行保密計(jì)算的需求，有效解決數(shù)據(jù)的“保密性”和“共享性”之間的矛盾。
安全多方計(jì)算舉例
假設(shè)小白、小黑和小紅一起聚餐吃飯，他們決定由工資最高者買(mǎi)單，但他們不希望讓其他人知道自己的具體工資。于是他們便采用安全多方計(jì)算來(lái)解決問(wèn)題。
- 小白將自己的真實(shí)工資加上一個(gè)隨機(jī)的巨大值（完全偏離正常工資的數(shù)值），得出數(shù)值A(chǔ)并只告訴小黑；
- 小黑將自己的真實(shí)工資加上數(shù)據(jù)值A(chǔ)得出數(shù)值B并只告訴小紅；
- 小紅將自己的真實(shí)工資加上數(shù)值B得出數(shù)值C并只告訴小白；
- 小白再最后將數(shù)值C減去原來(lái)自己設(shè)置的隨機(jī)巨大值，得出的最后數(shù)值即為三人的工資總和，并依此得出三個(gè)人的平均工資，并輸出公布給小黑和小紅。
最后各方通過(guò)將自己的工資和平均工資相比，得出小紅的工資最高，因此小紅買(mǎi)單。
這樣，任何人都不可能知道其它參加方的具體工資金額，每人均完全掌握自己數(shù)值“保險(xiǎn)箱”的公私鑰，確保數(shù)據(jù)不出庫(kù)不泄露。因此，安全多方計(jì)算確能夠在不接觸第三方真實(shí)數(shù)據(jù)的情況下，有效利用多方數(shù)據(jù)。
安全多方計(jì)算的特點(diǎn)
- 輸入隱私性：安全多方計(jì)算研究的是各參與方在協(xié)作計(jì)算時(shí)如何對(duì)各方隱私數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)，重點(diǎn)關(guān)注各參與方之間的隱私安全性問(wèn)題，即在安全多方計(jì)算過(guò)程中必須保證各方私密輸入獨(dú)立，計(jì)算時(shí)不泄露任何本地?cái)?shù)據(jù)。
- 計(jì)算正確性：多方計(jì)算參與各方就某一約定計(jì)算任務(wù)，通過(guò)約定安全多方計(jì)算協(xié)議進(jìn)行協(xié)同計(jì)算，計(jì)算結(jié)束后，各方得到正確的數(shù)據(jù)反饋。
- 去中心化：傳統(tǒng)的分布式計(jì)算由中心節(jié)點(diǎn)協(xié)調(diào)各用戶的計(jì)算進(jìn)程，收集各用戶的輸入信息，而安全多方計(jì)算中，各參與方地位平等，不存在任何有特權(quán)的參與方或第三方，提供一種去中心化的計(jì)算模式。
安全多方計(jì)算的適用場(chǎng)景
從全球范圍來(lái)看，安全多方計(jì)算已在多種場(chǎng)景中得到有效應(yīng)用，特別是金融欺詐風(fēng)控、聯(lián)合建模、醫(yī)療數(shù)據(jù)應(yīng)用等。并且，安全多方計(jì)算是電子選舉、門(mén)限簽名以及電子拍賣(mài)等諸多應(yīng)用得以實(shí)施的密碼學(xué)基礎(chǔ)。
安全多方計(jì)算的優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)：
安全多方計(jì)算基于密碼學(xué)安全，其安全性有嚴(yán)格密碼理論證明，不以信任任何參與方、操作人員、系統(tǒng)、硬件或軟件為基礎(chǔ)，各個(gè)參與方對(duì)其擁有的數(shù)據(jù)擁有絕對(duì)的控制權(quán)，保障基本數(shù)據(jù)和信息不會(huì)泄露，同時(shí)計(jì)算準(zhǔn)確度高，并支持可編程通用計(jì)算。
缺點(diǎn)：
安全多方計(jì)算包含復(fù)雜的密碼學(xué)操作，計(jì)算性能問(wèn)題是應(yīng)用的一大障礙。隨著應(yīng)用規(guī)模擴(kuò)大，采用合適的計(jì)算方案保證運(yùn)算時(shí)延與參與方數(shù)量呈現(xiàn)線性變化是目前各技術(shù)廠商面臨的一大挑戰(zhàn)。
從安全性上看，安全多方計(jì)算的目標(biāo)是保證多方數(shù)據(jù)融合計(jì)算時(shí)的隱私安全，一些傳統(tǒng)安全問(wèn)題，如訪問(wèn)控制、傳輸安全等，仍然需要其他相應(yīng)的技術(shù)手段。
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