論文の概要: SOCI^+: An Enhanced Toolkit for Secure OutsourcedComputation on Integers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.15406v1
- Date: Wed, 27 Sep 2023 05:19:32 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-25 14:25:04.006654
- Title: SOCI^+: An Enhanced Toolkit for Secure OutsourcedComputation on Integers
- Title（参考訳）: SOCI^+: 整数のセキュアなアウトソース計算のための拡張ツールキット
- Authors: Bowen Zhao, Weiquan Deng, Xiaoguo Li, Ximeng Liu, Qingqi Pei, Robert H. Deng,
- Abstract要約: 本稿では,SOCIの性能を大幅に向上させるSOCI+を提案する。
SOCI+は、暗号プリミティブとして、高速な暗号化と復号化を備えた(2, 2)ホールドのPaillier暗号システムを採用している。
実験の結果,SOCI+は計算効率が最大5.4倍,通信オーバヘッドが40%少ないことがわかった。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 50.608828039206365
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Secure outsourced computation is critical for cloud computing to safeguard data confidentiality and ensure data usability. Recently, secure outsourced computation schemes following a twin-server architecture based on partially homomorphic cryptosystems have received increasing attention. The Secure Outsourced Computation on Integers (SOCI) [1] toolkit is the state-of-the-art among these schemes which can perform secure computation on integers without requiring the costly bootstrapping operation as in fully homomorphic encryption; however, SOCI suffers from relatively large computation and communication overhead. In this paper, we propose SOCI+ which significantly improves the performance of SOCI. Specifically, SOCI+ employs a novel (2, 2)-threshold Paillier cryptosystem with fast encryption and decryption as its cryptographic primitive, and supports a suite of efficient secure arithmetic computation on integers protocols, including a secure multiplication protocol (SMUL), a secure comparison protocol (SCMP), a secure sign bit-acquisition protocol (SSBA), and a secure division protocol (SDIV), all based on the (2, 2)-threshold Paillier cryptosystem with fast encryption and decryption. In addition, SOCI+ incorporates an offline and online computation mechanism to further optimize its performance. We perform rigorous theoretical analysis to prove the correctness and security of SOCI+. Compared with SOCI, our experimental evaluation shows that SOCI+ is up to 5.4 times more efficient in computation and 40% less in communication overhead.
- Abstract（参考訳）: セキュアなアウトソース計算は、クラウドコンピューティングにとって、データの機密性を保護し、データのユーザビリティを確保するために不可欠である。
近年,部分同型暗号システムに基づくツインサーバアーキテクチャに基づくセキュアなアウトソース計算方式が注目されている。
Secure Outsourced Computation on Integers (SOCI) [1] Toolkitは、完全同型暗号のようにコストのかかるブートストラップ操作を必要とせずに整数上でセキュアな計算を行うことのできる、最先端の手法である。
本稿では,SOCIの性能を大幅に向上させるSOCI+を提案する。
具体的には、暗号プリミティブとして高速暗号化と復号化を備えた新しい(2, 2)スレッドのPaillier暗号システムを採用し、セキュアな乗算プロトコル(SMUL)、セキュアな比較プロトコル(SCMP)、セキュアな符号ビット取得プロトコル(SSBA)、セキュアな分割プロトコル(SDIV)など、整数プロトコル上での効率的なセキュアな演算処理スイートをサポートし、いずれも高速な暗号化と復号化を備えた(2, 2)スレッドのPaillier暗号システムに基づいている。
さらに、SOCI+にはオフラインおよびオンラインの計算機構が組み込まれ、パフォーマンスをさらに最適化する。
我々はSOCI+の正確性と安全性を証明するために厳密な理論的解析を行う。
実験の結果,SOCI+は計算効率が最大5.4倍,通信オーバヘッドが40%少ないことがわかった。
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