老狗学新把戏：使用商用硬件实现可验证的全同态加密

我们提出了Argos，一种使用可信硬件为全同态加密方案添加可验证性的简单方法。传统的可验证全同态加密方法需要昂贵的密码学证明，这会在全同态加密之上引入高达七个数量级的开销，使其不切实际。通过Argos，我们展示了可信硬件可以安全地用于为全同态加密计算提供可验证性，且相对于基线全同态加密计算的开销极小。Argos的一个重要贡献是表明，通过将任何秘密排除在CPU和内存层次结构之外，可以完全缓解与可信硬件相关的主要安全陷阱——微架构侧信道。这是通过专注于构建一个仅强制执行程序和数据的完整性而非机密性的平台来实现的。所有与认证机制相关的秘密都保存在一个独立的协处理器中，任何基于软件的攻击者都无法访问。依赖离散的TPM通常会产生显著的性能开销，这就是为什么在实践中使用不安全的基于软件的TPM。作为第二个贡献，我们表明对于全同态加密应用，认证协议可以调整为仅产生固定成本。Argos不需要专用的硬件扩展，并支持自2008年以来的商用处理器。我们的原型实现为全同态加密评估引入了3%的开销，为更复杂的协议引入了8%的开销。特别是，我们展示了Argos可用于全同态加密的实际应用，例如私有信息检索和私有集合交集，在这些应用中提供可验证性是至关重要的。通过展示如何将密码学与可信硬件相结合，Argos为全同态加密协议在半诚实设置之外的广泛部署铺平了道路，而无需密码学证明的开销。