《安全多方计算》ppt课件

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1、第十二章安全多方计算杨秋伟湖南大学计算机与通信学院安全多方计算：密码学家晚餐问题DavidChaum的密码学家晚餐问题场景描述三个密码学家(AliceBobCarol)坐在他们最喜欢的三星级餐馆准备吃晚餐业务逻辑侍者通知他们晚餐需匿名支付账单其中一个密码学家可能正在付账可能已由美国国家安全局NSA付账他们彼此尊重匿名付账的权利，但又需要知道是不是NSA在付账系统目标如何确定三者之一在付账同事又要保护付账者的匿名性？？？？？安全多方计算：密码学家晚餐问题DavidChaum的密码学家晚餐问题一个简单有效的解决方案每个密码学家将菜单

2、放置于左边而互相隔离开来每个人只能看到自己和右边密码学家的结果每个密码学家在他和右边密码学家之间抛掷一枚硬币每个密码学家广播她能看到的两枚硬币是同一面还是不同的一面如果有一个密码学家付账，则他说相反的结果判定结果桌上说“不同”的人数为奇数——某个密码学家在付账桌上说“不同”的人数为偶数——NSA在付账如果某个密码学家在付账，另两人不能精确定位到该密码学家安全多方计算：密码学家晚餐问题假设密码学家Alice试图弄清其他哪个密码学家在付账如果她看见两个不同的硬币那么另外两个密码学家或者都说“相同”、或者都说“不同”付账者是最靠近与未

3、看见的硬币不同的那枚硬币的密码学家如果她看见两个相同的硬币那么另外两个密码学家一个说“相同而另一个说“不同”如果未看见的硬币与她看到的两枚硬币相同说“不同”的密码学家是付账者如果未看见的硬币与她看到的两枚硬币不同说“相同”的密码学家是付账者安全多方计算：密码学家晚餐问题假设密码学家Alice试图弄清其他哪个密码学家在付账无论如何Alice都需要知道Bob与Carol抛掷硬币的结果Crypt(i),Coin(i)分别表示密码学家和掷币结果Crypt(i)付款输出=Coin(i-1)⊕Coin(i)Crypt(i)没付款输出=Coi

4、n(i-1)⊕Coin(i)⊕1安全多方计算：密码学家晚餐问题Crypt(0)Crypt(1)Crypt(2)Coin(0)Coin(2)Coin(1)安全多方计算：密码学家晚餐问题“晚餐问题”的延伸两个密码学家的“晚餐问题”协议他们会知道谁付的账旁观者只知道其中某个人付账或者NSA付账，不能精确定位任意数量的密码学家“晚餐问题”协议全部坐成一个圈并在他们中抛掷硬币安全多方计算：密码学家晚餐问题“晚餐问题”的应用——匿名消息广播用户把他们自己排进一个逻辑圆圈构造饭桌在一定的时间间隔内，相邻的每对用户对他们之间抛掷硬币使用一些公正

5、的硬币抛掷协议防止窃听者在每次抛掷之后每个用户说“相同”或“不同”无条件的发送方和接受方不可追踪性恶意的参与者不能读出报文，但他能通过在第三步撒谎来破坏系统安全多方计算：平均工资问题平均工资问题场景描述Alice、Bob、Carol和Dave四人在一起组织工作业务需求他们想了解平均工资无仲裁者系统目标任何人不想让其他人知道自己的工资安全多方计算：平均工资问题平均工资问题的一种有效解决方案Alice生成一个随机数，将其与自己的工资相加，用Bob的公钥加密发送给BobBob用自己的私钥解密，加进自己的工资，然后用Carol的公钥加密

6、发送给CarolCarol用自己的私钥解密，加进自己的工资，然后用Dave的公钥加密发送给Dave安全多方计算：平均工资问题平均工资问题的一种有效解决方案Dave用自己的私钥解密，加进自己的工资，然后用Alice的公钥加密发送给AliceAlice用自己的私钥解密，减去原来的随机数得到工资总和Alice将工资总和除以人数得到平均工资，宣布结果协议假定所有的参与者是诚实的，如果不诚实则平均工资错误Alice可以谎报结果（她作为了“名义上”的集成者）安全多方计算：平均工资问题平均工资问题的一种有效解决方案比特承诺可以解决“Alice

7、谎报”缺陷运用比特承诺协议让Alice向Bob传送他的随机数协议结束后，Bob可以获知Alice的工资安全多方计算：终身伴侣问题终身伴侣问题场景描述Alice、Bob都在寻找终身伴侣——相亲(非诚勿扰、我们约会吧)业务需求(兴趣爱好)Alice：KTV、逛街、劲乐团Bob：NBA、足球、聚会、宅系统目标对自己的择偶要求难为情——含蓄表达、意会、不表达找一个趣味相投的终身伴侣安全多方计算：终身伴侣问题终身伴侣问题的一种有效解决方案使用一个单向函数，Alice将她的择偶要求m，HASH得到一个8位数字的字符串h(m)Alice用这8

8、位数字作为电话号码拨号，并留言如果电话号码无效，Alice给这个电话号码申请一个单向函数直到她找到一个与她有相同择偶要求的人Alice告诉Bob她为她的择偶要求申请一个单向函数的次数Bob用和Alice相同次数的HASH他的择偶要求他也用这个8位数字作为电话号码