[密码学基础][每个信息安全博士生应该知道的52件事]52.先进的应用概念系统的大致安全需求

快来打我* 2022-10-16 07:50 71阅读 0赞

> 这是一系列博客文章中最新的一篇，该文章列举了“每个博士生在做密码学时应该知道的52件事”:一系列问题的汇编是为了让博士生们在第一年结束时知道些什么。我们希望学生知道从理论到实践的各个方面。但关键是你需要在密码学中考虑的不仅是对遵守规则的玩家的安全，还有对不遵守规则的玩家的安全。让我们从投票、拍卖和多方计算的角度来研究这个问题。

### 选择一个先进的应用概念，如电子投票，拍卖或多方计算。这样一个系统的大致安全需求是什么 ###

### 让我们先讨论一下三个应用程序的含义。 ###

在投票中，我们根绝投票者进行一些投票方案（得票最多者当选、多选、赞成投票或其他投票）进行选择候选人。投票应该保守秘密，仅仅合法的投票者可以进行投票，每个候选人只能投一票，投票必须是有效的(例如对于一个真正的候选人)，最后的结果必须是正确的，选民不能被强迫，安全要求的名单很长。

针对拍卖，我们想要拍卖应该是隐私的，我们不能信任拍卖商，那可能有很多个物品，很多个可能的最终价格，中标的投标/价格的选择将由于某种算法，最终的输出可能需要审核。

针对多方计算（这里我们指的是一个函数在一组参与方的私有输入上的计算），安全是简单的—我们希望仅仅计算得到的函数的结果可以被暴露，任何有关输入的信息不能被泄露。然而，虽然这是一个简单的目标，功能比拍卖和投票更广泛，因为我们需要为任何函数应该能够计算。

### 这些场景的特点是什么？ ###

使这些操作有趣的是，我们期望坏家伙成为协议的一部分。和简单的加密方案相比，Alice和Bob发送一个消息，我们期望Alice和Bob都是可信任的，坏家伙只能在协议外围观看。针对投票、拍卖和多方计算，我们不能信任任何人，坏人可能是一个试图投多张票的投票人，一个试图数错票数的计票人，一个试图出价并不是最高的得标人，或者一个试图计算出未中标者的价值的拍卖人等等。

协议中的各方甚至不需要遵守规则，即遵循协议。它们可以发送生成不正确但“看起来像”有效的消息，但随后会为协议生成不正确的结果。我们需要防范这种所谓的“恶意”行为。

可能会有一群坏人一起合作来击败这个系统，我们需要确定在我们的协议中我们能容忍多大的坏人联盟。在MPC中，诚实多数和不诚实多数是有很大区别的。对于诚实多数协议，我们可以确保诚实的一方总是以有效的函数输出结束。对于不诚实的多数协议，我们不能阻止不诚实的一方终止每个人的协议。

我们需要防止谁先谁后的问题。有一个单词叫做“公平”。例如，假设我们有三个投票人;A、B和C。假设投票是加密的，玩家C可以通过复制A的投票来确保被A投票支持的候选人获胜(从而找出被A投票支持的人)。这应该被阻止起来。

敌手可能在协议开始时控制一组参与方，即所谓的静态敌手。或者，随着协议的推进，对手可能会决定要腐败哪个政党，也就是所谓的适应性敌手。

可以看到，在这样的高级协议中可能存在大量的安全问题，而且确实存在大量的安全结果。实际上，每个应用程序域都会产生不同的安全属性。考虑到可能的应用协议的广泛范围，这意味着密码学要解决的一系列问题永远不会结束。

**因此，密码学博士生要解决的问题层出不穷。**

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