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构造密码学中的交互性:建模及其在可更新加密与私有信息检索中的应用

密码学与安全 2022-04-26 v1

摘要

在这项工作中,我们扩展了Maurer于2011年引入的构造密码学(CC)框架,以处理交互式协议。我们设计并构造了一种所谓的“交互式服务器内存资源”(ISMR),它是CC中客户端-服务器协议基本实例即服务器内存资源的增强版本。随后我们将ISMR构造应用于两类用于远程存储的交互式密码协议:可更新加密(UE)和私有信息检索(PIR)。关于UE,我们的结果是对这些协议的可组合版本,澄清了任何UE方案所实现的安全保证。即,我们根据给定的泄露情境给出应考虑的相关安全概念。令USMR表示我们适配于UE应用的ISMR,我们证明IND-UE-CPA\mathsf{IND}\text{-}\mathsf{UE}\text{-}\mathsf{CPA}安全性足以安全构造隐藏密文年龄的机密USMR;而IND-(ENC+UPD)-CPA\mathsf{IND}\text{-}(\mathsf{ENC}+\mathsf{UPD})\text{-}\mathsf{CPA}安全性足以在不受限泄露情形下安全构造机密USMR。因此,与先前声称的相反,IND-UE\mathsf{IND}\text{-}\mathsf{UE}安全概念并不总是强于IND-(ENC+UPD)\mathsf{IND}\text{-}(\mathsf{ENC+UPD})安全概念。关于PIR,我们也给出了PIR协议的可组合版本,产生了一个统一IT-PIR、C-PIR、单服务器或多服务器PIR等不同PIR概念的单一模型。利用CC的灵活性,我们还能够建模PIR的变体,例如SPIR。

关键词

引用

@article{arxiv.2204.11653,
  title  = {Interactivity in Constructive Cryptography : Modeling and Applications to Updatable Encryption and Private Information Retrieval},
  author = {Françoise Levy-dit-Vehel and Maxime Roméas},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2204.11653},
  year   = {2022}
}