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2018 | OriginalPaper | Buchkapitel

Towards Round-Optimal Secure Multiparty Computations: Multikey FHE Without a CRS

verfasst von : Eunkyung Kim, Hyang-Sook Lee, Jeongeun Park

Erschienen in: Information Security and Privacy

Verlag: Springer International Publishing

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Abstract

Multikey fully homomorphic encryption (MFHE) allows homomorphic operations between ciphertexts encrypted under different keys. In applications for secure multiparty computation (MPC) protocols, MFHE can be more advantageous than usual fully homomorphic encryption (FHE) since users do not need to agree with a common public key before the computation when using MFHE. In EUROCRYPT 2016, Mukherjee and Wichs constructed a secure MPC protocol in only two rounds via MFHE which deals with a common random/reference string (CRS) in key generation. After then, Brakerski et al. replaced the role of CRS with the distributed setup for CRS calculation to form a four round secure MPC protocol. Thus, recent improvements in round complexity of MPC protocols have been made using MFHE.
In this paper, we go further to obtain round-efficient and secure MPC protocols. The underlying MFHE schemes in previous works still involve the common value, CRS, it seems to weaken the power of using MFHE to allow users to independently generate their own keys. Therefore, we resolve the issue by constructing an MFHE scheme without CRS based on LWE assumption, and then we obtain a secure MPC protocol against semi-malicious security in three rounds.

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Fußnoten
1
Both of secret keys \({{\mathrm{\mathsf {sk}}}}\) and \({{\mathrm{\mathsf {sk}}}}'\) are needed to decrypt the multikey ciphertext \(c^*\) for the semantic security.
 
Literatur
1.
Zurück zum Zitat Asharov, G., Jain, A., López-Alt, A., Tromer, E., Vaikuntanathan, V., Wichs, D.: Multiparty computation with low communication, computation and interaction via threshold FHE. In: Pointcheval, D., Johansson, T. (eds.) EUROCRYPT 2012. LNCS, vol. 7237, pp. 483–501. Springer, Heidelberg (2012). https://doi.org/10.1007/978-3-642-29011-4_29CrossRef Asharov, G., Jain, A., López-Alt, A., Tromer, E., Vaikuntanathan, V., Wichs, D.: Multiparty computation with low communication, computation and interaction via threshold FHE. In: Pointcheval, D., Johansson, T. (eds.) EUROCRYPT 2012. LNCS, vol. 7237, pp. 483–501. Springer, Heidelberg (2012). https://​doi.​org/​10.​1007/​978-3-642-29011-4_​29CrossRef
4.
Zurück zum Zitat Gentry, C.: A fully homomorphic encryption scheme. Stanford University (2009) Gentry, C.: A fully homomorphic encryption scheme. Stanford University (2009)
6.
Zurück zum Zitat LópezAlt, A., Tromer, E., Vaikuntanathan, V.: On-the-fly multiparty computation on the cloud via multikey fully homomorphic encryption. In: Proceedings of the Forty-Fourth Annual ACM Symposium on Theory of Computing, pp. 1219–1234. ACM (2012) LópezAlt, A., Tromer, E., Vaikuntanathan, V.: On-the-fly multiparty computation on the cloud via multikey fully homomorphic encryption. In: Proceedings of the Forty-Fourth Annual ACM Symposium on Theory of Computing, pp. 1219–1234. ACM (2012)
Metadaten
Titel
Towards Round-Optimal Secure Multiparty Computations: Multikey FHE Without a CRS
verfasst von
Eunkyung Kim
Hyang-Sook Lee
Jeongeun Park
Copyright-Jahr
2018
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-319-93638-3_7

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