論文の概要: Reaction Attack on CKKS Deployments with Asymptotically Optimal Query Complexity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.21127v1
• Date: Thu, 15 Oct 2026 02:33:11 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-16 19:13:16.138813
• Title: Reaction Attack on CKKS Deployments with Asymptotically Optimal Query Complexity
• Title（参考訳）: Asymptotically Optimal Query Complexity を用いたCKKS配置に対する反応攻撃
• Abstract要約: 攻撃はクライアント側の妥当性反応と公準同型線形変換を利用する。 送信された各クエリは、独立してゼロの新たな暗号化でランダム化される。 均一な三項秘密のために、攻撃は$O(N)$クエリを使用し、オラクルのみのエントロピーの下限の2/log 3 2$以内である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.326078174651799
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We study a protocol-level reaction leakage in CKKS deployments where public coefficient-to-slot (C2S) evaluation keys are combined with a client's 1-bit validity response. Under this deployment surface, a malicious evaluator can recover a ternary secret key using asymptotically optimal $O(H)$ reaction queries, where $H$ is the entropy of the secret key. The attack does not break RLWE or CKKS IND-CPA security. Instead, it exploits the interaction between client-side validity reactions and public homomorphic linear transformations. A shift of a public encryption key yields a ciphertext whose plaintext is a function of the secret key; the public ${\sf C2S}$ layer then repacks this information to construct a ciphertext whose validity depends strictly on whether a targeted secret coefficient matches a guessed value. Furthermore, each submitted query is independently randomized with a fresh encryption of zero, so that each resulting malicious ciphertext appears entirely distinct, thereby allowing the attack to simply evade trivial detection mechanisms on the client side. We implemented the full end-to-end attack in Lattigo v6.2.0 and recovered the full secret key across four parameter sets drawn from standard CKKS presets. For uniform ternary secrets, the attack uses $O(N)$ queries and is within a factor $2/\log_2 3 < 2$ of the oracle-only entropy lower bound. For sparse ternary secrets, a tailored variant further reduces the number of queries in practice. Our results show that observable validity reactions form a practical key-recovery channel in CKKS deployments exposing this surface, even when the underlying cryptographic assumptions remain intact.
• Abstract（参考訳）: CKKSデプロイメントにおいて,公開係数対スロット(C2S)評価キーをクライアントの1ビット妥当性応答と組み合わせたプロトコルレベルの反応リークについて検討した。 この配置面下では、悪意のある評価器が漸近的に最適な$O(H)$反応クエリを使って3次秘密鍵を復元することができる。 この攻撃はRLWEやCKKS IND-CPAのセキュリティを損なわない。 代わりに、クライアント側の妥当性反応と公準同型線形変換の相互作用を利用する。 公開暗号鍵のシフトは、平文が秘密鍵の関数である暗号文を出力し、公開${\sf C2S}$レイヤは、この情報を再パッケージして、ターゲットの秘密係数が推測値に一致するかどうかに厳密に依存する暗号文を構築する。 さらに、送信された各クエリは、ゼロの新たな暗号化で独立にランダム化され、結果として生じる悪意のある暗号文が全く異なるように見えるため、攻撃はクライアント側の自明な検出機構を回避できる。 我々はLattigo v6.2.0で完全なエンドツーエンド攻撃を実装し、標準CKKSプリセットから引き出された4つのパラメータセットで全秘密鍵を復元した。 均一な三次秘密のために、攻撃は$O(N)$クエリを使用し、オラクルのみのエントロピーの下限の2/\log_2 3 < 2$以内である。 スパース3次シークレットでは、調整された変種により、実際に実行されるクエリの数がさらに削減される。 この結果から, 観測可能な有効性反応は, 基礎となる暗号仮定がそのままである場合でも, CKKS配置において, 事実上の鍵回収チャネルを形成することが明らかとなった。

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