IBM Research - Haifa:漂白:CKKS上空离散计算中的清除误差
论论资讯 ｜ 2023-12-06 ｜
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Journal of Cryptology
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BLEACH: Cleaning Errors in Discrete Computations Over CKKS
Drucker N.; Moshkowich G.; Pelleg T.; Shaul H.
Published：2024-03-01
DOI：10.1007/s00145-023-09483-1
研究背景
在现代社会中，隐私和数据安全变得越来越重要。许多公司和组织都需要处理大量的敏感数据，这些数据需要在不暴露内容的情况下进行计算。因此，一种称为同态加密的技术应运而生。同态加密可以对加密的数据进行计算，而无需解密数据。然而，这种技术仍存在一些问题，例如在计算过程中可能会出现误差，这可能会导致计算结果的不准确性。为了解决这些问题，研究人员一直在寻找更好的同态加密方案。
研究内容
近期，Journal of Cryptology 上发表了一篇名为“BLEACH: Cleaning Errors in Discrete Computations Over CKKS”的论文，该论文提出了一种新的同态加密方案。该方案名为CKKS，是一种近似同态加密方案。CKKS方案可以对加密的实数进行计算，但是由于其不是“精确”的方案，因此在执行离散集合上的电路时可能会出现错误溢出。为了解决这个问题，论文提出了一种名为BLEACH的方法，该方法使用CKKS方案运行无限电路，可以操作二进制和小整数元素，并将这些电路与定点实数电路相结合。论文还演示了使用BLEACH方法运行图灵完备的康威生命游戏的结果。在评估中，对于大小为256×256的棋盘，这些工具实现了比使用其他HE方案的实现更快的延迟。
研究意义
BLEACH方法的创新点在于使用CKKS方案来运行离散电路，从而扩展了同态加密工具箱。BLEACH方法可以比其他HE方案更高效地运行二进制和小整数电路，并且在处理大型现实世界输入时，BLEACH方法可以获得与其他类似输入的方案相当甚至更好的性能。这项研究对于提高同态加密的效率和安全性具有重要意义，可以为隐私保护和数据安全提供更好的保障。
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