编译时向量全同态加密：通过代数基综合消除在线加密
密码学与安全
2025-05-23 v2
摘要
我们提出了一种针对全同态加密 (FHE) 系统的编译时密文合成框架，其中密文由从预计算的加密基向量组合而来，由运行时缩放的零加密构成。该设计消除了在线加密，仅依赖密文级别的加法和标量乘法，从而实现高效的数据摄取和代数复用。我们将该方法形式化为一个随机的 -模态同态映射，并证明其在标准假设下满足 IND-CPA 安全性。该证明使用混合游戏归约，表明若底层 FHE 方案是 IND-CPA 安全的，则区分合成密文的对抗性优势将是可忽略的。与此前需要零加密随机池的设计不同，我们的构造仅使用单个零密文乘以运行时新鲜标量即可实现等效安全性，降低了内存开销，同时保持了密文的随机性。 resulting primitive supports efficient integration with standard FHE APIs and maintains compatibility with batching, rotation, and aggregation, making it well-suited for encrypted databases, streaming pipelines, and secure compiler backends.
引用
@article{arxiv.2505.12582,
title = {Compile-Time Fully Homomorphic Encryption of Vectors: Eliminating Online Encryption via Algebraic Basis Synthesis},
author = {Dongfang Zhao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.12582},
year = {2025}
}