論文の概要: Fast Evaluation of S-boxes with Garbled Circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.20713v1
• Date: Fri, 31 May 2024 09:07:44 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-03 14:57:18.173513
• Title: Fast Evaluation of S-boxes with Garbled Circuits
• Title（参考訳）: 粒状回路を用いたSボックスの高速評価
• Authors: Erik Pohle, Aysajan Abidin, Bart Preneel,
• Abstract要約: ガーブリングスキームは、プライバシ保護プロトコルとセキュアな双方向計算のための重要なプリミティブである。 本稿では,XORと単射影ゲートからなる回路において,2n$の値をワイヤに割り当てる射影ガーブリング方式を提案する。 置換置換置換暗号の評価により,提案方式の性能解析を行う。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.036372578802888
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Garbling schemes are vital primitives for privacy-preserving protocols and secure two-party computation. This paper presents a projective garbling scheme that assigns $2^n$ values to wires in a circuit comprising XOR and unary projection gates. A generalization of FreeXOR allows the XOR of wires with $2^n$ values to be very efficient. We then analyze the performance of our scheme by evaluating substitution-permutation ciphers. Using our proposal, we measure high-speed evaluation of the ciphers with a moderately increased cost in garbling and bandwidth. Theoretical analysis suggests that for evaluating the nine examined ciphers, one can expect a 4- to 70-fold improvement in evaluation performance with, at most, a 4-fold increase in garbling cost and, at most, an 8-fold increase in communication cost compared to the Half-Gates (Zahur, Rosulek and Evans; Eurocrypt'15) and ThreeHalves (Rosulek and Roy; Crypto'21) garbling schemes. In an offline/online setting, such as secure function evaluation as a service, the circuit garbling and communication to the evaluator can proceed in the offline phase. Thus, our scheme offers a fast online phase. Furthermore, we present efficient Boolean circuits for the S-boxes of TWINE and Midori64 ciphers. To our knowledge, our formulas give the smallest number of AND gates for the S-boxes of these two ciphers.
• Abstract（参考訳）: ガーブリングスキームは、プライバシ保護プロトコルとセキュアな双方向計算のための重要なプリミティブである。 本稿では、XORと単射影ゲートからなる回路において、2^n$の値をワイヤに割り当てる射影ガーブリング方式を提案する。 FreeXORの一般化により、2^n$の値を持つワイヤのXORは非常に効率的である。 次に、置換置換置換暗号の評価により、提案方式の性能を解析する。 提案手法を用いて,ガリングと帯域幅のコストを適度に高めることで,暗号の高速評価を行う。 理論的分析によれば、9つの検証された暗号を評価する場合、評価性能は最大で4倍から70倍に向上し、少なくともハーフゲート(Zahur、Rosulek、Evans、Eurocrypt'15)と3ハーフ(Rosulek、Roy、Crypto'21)と比較して通信コストが8倍に向上すると予想される。 サービスとしてのセキュアな機能評価などのオフライン/オンライン設定では、回路のギャリングと評価器への通信がオフラインフェーズで進行する。 このように、我々の計画は高速なオンラインフェーズを提供する。 さらに,TWINEおよびMidori64暗号のSボックスに対して,効率的なブール回路を提案する。 我々の知る限り、我々の公式は2つの暗号のS-ボックスに対して最小のANDゲートを与える。

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