論文の概要: At Least Factor-of-Two Optimization for RWLE-Based Homomorphic Encryption
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.07304v1
- Date: Wed, 14 Aug 2024 05:42:35 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-15 14:13:57.308882
- Title: At Least Factor-of-Two Optimization for RWLE-Based Homomorphic Encryption
- Title（参考訳）: RWLEに基づく同型暗号化における最小2要素最適化
- Authors: Jonathan Ly,
- Abstract要約: ホモモルフィック暗号化(HE)は、復号化を必要とせずに、暗号化データの特定の操作をサポートする。
HEスキームには、データ集約的なワークロードを妨げるような、非自明な計算オーバーヘッドが伴います。
我々は、Zincと呼ぶ暗号化方式を提案し、複数のキャッシュ処理を禁止し、単一のスカラー加算で置き換える。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Many modern applications that deal with sensitive data, such as healthcare and government services, outsource computation to cloud platforms. In such untrusted environments, privacy is of vital importance. One solution to this problem is homomorphic encryption (HE), a family of cryptographic schemes that support certain algebraic operations on encrypted data without the need for decryption. However, despite major advancements, encryption in modern HE schemes still comes with a non-trivial computational overhead that can hamper data-intensive workloads. To resolve this, recent research has shown that leveraging caching techniques, such as Rache, can significantly enhance the performance of HE schemes while maintaining security. Rache unfortunately displays a key limitation in the time complexity of its caching procedure, which scales with the size of the plaintext space. Smuche is another caching scheme that simultaneously improves the scalability of the caching procedure and turns the encryption process into a constant-time operation, utilizing only a single scalar multiplication. Even still, more can be done. In this paper, we present an encryption method we call ``Zinc" which entirely forgoes the multiple caching process, replacing it with a single scalar addition, and then injecting randomness that takes constant time with respect to the plaintext space. This injection of randomness is similar to Smuche, and a great improvement from Rache, allowing Zinc to achieve efficiency without compromising security. We implement the scheme using Microsoft SEAL and compare its performance to vanilla CKKS.
- Abstract（参考訳）: 医療や政府サービスなど、機密性の高いデータを扱う最新のアプリケーションの多くは、クラウドプラットフォームへのアウトソース計算である。
このような信頼できない環境では、プライバシーは極めて重要である。
この問題の1つの解決策は、暗号化データの特定の代数的操作をサポートする暗号スキームのファミリーである、同型暗号化(HE)である。
しかし、大きな進歩にもかかわらず、現代のHEスキームの暗号化には、データ集約的なワークロードを妨げるような、非自明な計算オーバーヘッドが伴っている。
これを解決するために、Racheのようなキャッシュ技術を活用することで、セキュリティを維持しながらHEスキームの性能を大幅に向上させることができることが最近の研究で示されている。
残念なことに、Racheはキャッシング手順の時間的複雑さに重要な制限を表示している。
Smucheは、キャッシュ処理のスケーラビリティを同時に改善し、単一のスカラー乗算のみを利用して、暗号化プロセスを一定時間動作に変換するキャッシュ方式である。
それでも、もっと多くのことができる。
本稿では,「Zinc」と呼ぶ暗号化手法を提案する。これは,複数のキャッシュ処理を完全に禁止し,単一のスカラー加算に置き換えて,平文空間に対して一定の時間を要するランダム性を注入する。
このランダムな注入はSmucheと似ており、Racheからの大幅な改善により、セキュリティを損なうことなく、Zincが効率を上げることができる。
提案手法をMicrosoft SEALを用いて実装し,その性能をバニラCKKSと比較する。
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