面向分布式测量的可问责私有集合基数协议
密码学与安全
2022-07-01 v1
摘要
我们引入了用于安全高效计算集合并集与交集基数的密码学协议。我们的私有集合基数协议（PSC）针对分布式系统中大量参与方进行观测、而资源更多且可靠性更高的少量参与方聚合观测值的场景设计。PSC支持在隐私保护分布式系统中进行安全且有用的统计收集。例如，它允许Tor等匿名网络的运营方安全地回答以下问题：“有多少唯一用户正在使用该网络？”以及“正在被访问的隐藏服务有多少？”。我们在通用可组合（Universal Composability）框架下证明了PSC针对主动敌手的正确性与安全性，该敌手可攻陷除一个聚合方外的所有聚合方。尽管在此设定下无法保证成功输出，PSC要么成功要么以中止终止，并且我们进一步使敌手对导致中止负责，即至少归咎一个恶意方。我们还表明PSC可防止数据方被自适应腐化而泄露过往观测，从而避免其成为定向攻陷的受害者，并通过使输出满足差分隐私来确保测量安全。我们给出了PSC的概念验证实现，并借此证明PSC以低计算开销和合理带宽运行。它能在数小时内统计来自数十至数百个数据收集方的数万条唯一观测。因此，PSC适用于分布式系统中的日常测量。
引用
@article{arxiv.2206.15068,
title = {Accountable Private Set Cardinality for Distributed Measurement},
author = {Ellis Fenske and Akshaya Mani and Aaron Johnson and Micah Sherr},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.15068},
year = {2022}
}
备注
Includes additional appendix over version published in ACM TOPS. 37 pages, 11 figures