Рейтинг:3

Почему параметры (такие как модуль и размерность) гомоморфного шифрования такие большие?

флаг br

По сравнению с обычными схемами PQC на основе решетки модуль $q$ и размер $n$ гомоморфного шифрования настолько велики. Например, в Кибере. $n=256, n \times k = \{512 768 1024\}$, $q = 12289$ или же $3329$, а в ФВ или других схемах ВО, $n$ может быть $2^{14}$, и $q$ может достичь $2^{744}$. Оба они основаны на задаче о решетке. Почему параметры такие разные?

Рейтинг:2
флаг us

Все схемы на основе (R)LWE имеют зашумленные шифротексты. В общем, если шум меньше доли q (скажем, меньше q/2), то расшифровка работает.

Если вы просто хотите зашифровать сообщение и расшифровать его в будущем, то вы можете зашифровать, используя очень большой шум, уже близкий к q. Но когда шум большой, проблема LWE усложняется, поэтому для того же уровня безопасности можно выбрать меньшие параметры.

Но для гомоморфных схем вы также хотите работать с шифротекстами, и эти операции увеличивают шум, поэтому вы должны начать с небольшого шума (например, если свежие шифротексты имеют шум, близкий к q/4, то одно единственное добавление приводит к шуму). к q/2 и никакая дальнейшая гомоморфная операция невозможна). Обычно схемы выбирают начальный шум, ограниченный некоторой малой константой, и увеличивают q, чтобы было больше места для роста шума, создаваемого гомоморфными операциями. Но тогда проблема LWE становится проще, поэтому для достижения желаемого уровня безопасности им приходится увеличивать размерность, $n$.

Вы заметите, что схемы, у которых рост шума меньше, могут выбрать гораздо меньший параметр (например, TFHE использует $n = 2^{10}$ и $q = 2^{32}$).

флаг cn
Можно добавить, что для FHE дополнительно нужно оставить «место» для гомоморфной обработки операции дешифрования («самозагрузки»), что делает разрыв еще больше.
Hilder Vitor Lima Pereira avatar
флаг us
Да, чтобы такие схемы, как BGV, FV и CKKS, поддерживали бутстрэппинг, им обычно нужны большие параметры, потому что сам бутстрап вносит много шума и после него еще хочется сделать какие-то гомоморфные вычисления... Но FHEW и TFHE вполне гомоморфны и имеют «маленькие» параметры (конечно, сравнивать их с первыми тремя схемами очень сложно, потому что тип гомоморфных операций, которые они предлагают, сильно отличается...)

Ответить или комментировать

Большинство людей не понимают, что склонность к познанию нового открывает путь к обучению и улучшает межличностные связи. В исследованиях Элисон, например, хотя люди могли точно вспомнить, сколько вопросов было задано в их разговорах, они не чувствовали интуитивно связи между вопросами и симпатиями. В четырех исследованиях, в которых участники сами участвовали в разговорах или читали стенограммы чужих разговоров, люди, как правило, не осознавали, что задаваемый вопрос повлияет — или повлиял — на уровень дружбы между собеседниками.