論文の概要: Optimized Homomorphic Vector Permutation From New Decomposition Techniques

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.21840v2
• Date: Sat, 02 Nov 2024 21:19:37 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-05 14:45:49.945955
• Title: Optimized Homomorphic Vector Permutation From New Decomposition Techniques
• Title（参考訳）: 新しい分解技術による均質ベクトルの最適置換
• Authors: Xirong Ma, Junling Fang, Dung Hoang Duong, Yali Jiang, Chunpeng Ge,
• Abstract要約: 同型置換は、単語単位の同型暗号に基づくプライバシー保護計算の基礎となる。 本稿では、置換の任意の分解の理想的な性能を定義し、この境界を達成するアルゴリズムを設計する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.4447019135112429
• License:
• Abstract: Homomorphic permutations are fundamental to privacy-preserving computations based on word-wise homomorphic encryptions, which can be accelerated through permutation decomposition. This paper defines an ideal performance of any decomposition on permutations and designs algorithms to achieve this bound. We start by proposing an algorithm searching depth-1 ideal decomposition solutions for permutations. This allows us to ascertain the full-depth ideal decomposability of two types of permutations used in specific homomorphic matrix transposition (SIGSAC 18) and multiplication (CCSW 22), enabling these algorithms to achieve asymptotic improvement in speed and rotation key reduction. We further devise a new strategy for homomorphically computing arbitrary permutations, aiming to approximate the performance limits of ideal decomposition, as permutations with weak structures are unlikely to be ideally factorized. Our design deviates from the conventional scope of permutation decomposition and surpasses state-of-the-art techniques (EUROCRYPT 12, CRYPTO 14) with a speed-up of up to $\times2.27$ under the minimum requirement of rotation keys.
• Abstract（参考訳）: 同型置換は、ワードワイドの同型暗号に基づくプライバシー保護計算の基本であり、置換分解によって高速化される。 本稿では、置換の任意の分解の理想的な性能を定義し、この境界を達成するアルゴリズムを設計する。 まず、置換に対するdeep-1理想的な分解解を求めるアルゴリズムを提案する。 これにより、特定のホモモルフィック行列変換(SIGSAC 18)と乗算(CCSW 22)で使用される2種類の置換の完全なデコンポーザビリティを確認でき、これらのアルゴリズムは速度と回転鍵の減少の漸近的な改善を達成できる。 さらに、弱構造をもつ置換が理想的に分解される可能性が低いため、理想分解の性能限界を近似することを目的として、任意の置換を同型に計算する新しい戦略を考案する。 我々の設計は、従来の置換分解の範囲から逸脱し、ローテーションキーの最低限の条件で最大$\times2.27$の高速化で最先端技術(EUROCRYPT 12, CRYPTO 14)を超える。

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