論文の概要: MORSE: An Efficient Homomorphic Secret Sharing Scheme Enabling Non-Linear Operation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.06514v1
• Date: Wed, 9 Oct 2024 03:29:50 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-11-01 05:18:55.530667
• Title: MORSE: An Efficient Homomorphic Secret Sharing Scheme Enabling Non-Linear Operation
• Title（参考訳）: MORSE: 非線形操作を実現する効率的な同型秘密共有方式
• Authors: Weiquan Deng, Bowen Zhao, Yang Xiao, Yantao Zhong, Qingqi Pei, Ximeng Liu,
• Abstract要約: ホモモルフィックシークレット共有(HSS)は、2つのサーバが暗号化されたデータを直接ローカルに実行し、その結果を共有形式で取得することを可能にする。 Paillier ベースの HSS ソリューションは、乗法準同型をシームレスに達成し、通信コストを少なくする。 非線形演算が可能な効率的な同型秘密共有方式であるMORSEを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 37.45826289062067
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Homomorphic secret sharing (HSS) enables two servers to locally perform functions on encrypted data directly and obtain the results in the form of shares. A Paillier-based HSS solution seamlessly achieves multiplicative homomorphism and consumes less communication costs. Unfortunately, existing Paillier-based HSS schemes suffer from a large private key size, potential calculation error, expensive computation and storage overhead, and only valid on linear operations (e.g., addition and multiplication). To this end, inspired by the Paillier cryptosystem with fast encryption and decryption, we propose MORSE, an efficient homomorphic secret sharing scheme enabling non-linear operation, which enjoys a small key size, no calculation error and low overhead. In terms of functions, MORSE supports addition, subtraction, multiplication, scalar-multiplication, and comparison. Particularly, we carefully design two conversion protocols achieving the mutual conversion between one Paillier ciphertext and two secret shares, which allows MORSE to continuously perform the above operations. Rigorous analyses demonstrate that MORSE securely outputs correct results. Experimental results show that MORSE makes a runtime improvement of up to 9.3 times in terms of secure multiplication, and a communication costs reduction of up to 16.6% in secure comparison, compared to the state-of-the-art.
• Abstract（参考訳）: ホモモルフィックシークレット共有(HSS)は、2つのサーバが暗号化されたデータを直接ローカルに実行し、その結果を共有形式で取得することを可能にする。 Paillier ベースの HSS ソリューションは、乗法準同型をシームレスに達成し、通信コストを少なくする。 残念ながら、既存のPaillierベースのHSSスキームは、大きな秘密鍵サイズ、潜在的な計算エラー、高価な計算とストレージオーバーヘッドに悩まされており、線形演算(例えば、加算と乗算)でのみ有効である。 この目的のために、高速な暗号化と復号化を伴うPaillier暗号システムにインスパイアされたMORSEを提案する。 関数の面では、MORSEは加算、減算、乗算、スカラー乗算、比較をサポートする。 特に、1つのPaillier暗号文と2つの秘密共有との相互変換を実現するための2つの変換プロトコルを慎重に設計し、MORSEが上記の操作を連続的に実行できるようにする。 厳密な分析により、MORSEは正しい結果を確実に出力することを示した。 実験結果から、MORSEは安全性の高い乗算で最大9.3倍のランタイム改善を実現し、通信コストは最先端と比較して最大16.6%削減された。

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