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关于安全私密矩阵乘法的上传与下载代价权衡

信息论 2019-06-26 v1 密码学与安全 分布式、并行与集群计算 math.IT

摘要

本文研究安全私密分布式矩阵乘法问题。具体地,我们关注如下场景:用户希望计算机密矩阵 AA 与矩阵 BθB_\theta 的乘积,其中 θ{1,,M}\theta\in\{1,\dots,M\}。候选矩阵集 {B1,,BM}\{B_1,\dots,B_M\} 为公开信息,且所有 NN 个服务器均可获取。用户的目标是分布式计算 ABθAB_{\theta},使得 (a) 任何服务器均不泄露关于矩阵 AA 的信息;且 (b) 索引 θ\theta 对每个服务器保持私密。我们的目标是理解该问题的上传与下载代价之间的基本权衡。主要贡献是证明以下 (上传, 下载) 对的下凸包:对 K=2,,NK=2,\dots,N(U,D)=(N/(K1),(K/(K1))(1+(K/N)++(K/N)M1))(U,D)=(N/(K-1),(K/(K-1))(1+(K/N)+\dots+(K/N)^{M-1})) 是可实现的。该方案改进了此问题现有最优方案,并利用了秘密共享与编码私有信息检索的思想。

关键词

引用

@article{arxiv.1906.10684,
  title  = {On the Upload versus Download Cost for Secure and Private Matrix Multiplication},
  author = {Wei-Ting Chang and Ravi Tandon},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1906.10684},
  year   = {2019}
}

备注

To appear at IEEE Information Theory Workshop (ITW) 2019