[论文解读] Anonymous Oblivious Transfer

Jörn Müller‐Quade, Hideki Imai|ArXiv.org|Nov 4, 2000

Cryptography and Data Security参考文献 8被引用 5

一句话总结

本文引入了匿名无感知传输（AOT），一种密码学原原子，可在无需对合谋结构做任何假设的情况下，实现无条件安全与对任何合谋者或破坏者的鲁棒性，支持多方计算。AOT 被证明严格强于标准无感知传输，并可通过认证无感知广播或量子协议实现，确保在任何环境下均具备完美安全性和合谋者识别能力。

ABSTRACT

In this short note we want to introduce {\em anonymous oblivious transfer} a new cryptographic primitive which can be proven to be strictly more powerful than oblivious transfer. We show that all functions can be robustly realized by multi party protocols with {\em anonymous oblivious transfer}. No assumption about possible collusions of cheaters or disruptors have to be made. Furthermore we shortly discuss how to realize anonymous oblivious transfer with oblivious broadcast or by quantum cryptography. The protocol of anonymous oblivious transfer was inspired by a quantum protocol: the anonymous quantum channel.

研究动机与目标

• 解决在多方协议中，因合谋或破坏行为导致计算被中止或泄露的无感知传输的局限性。
• 设计一种密码学原原子，确保无论合谋结构如何，均能实现完美安全与明确的合谋者识别。
• 证明匿名无感知传输（AOT）在实现鲁棒、安全的多方计算方面，严格强于无感知传输。
• 探索使用认证无感知广播或量子密码学实现 AOT 的实际方法。
• 建立 AOT 实现鲁棒量子多方协议并具备无条件安全性的条件。

提出的方法

• 将匿名无感知传输（AOT）引入为一种新的密码学原原子，通过增强鲁棒性与安全保证，扩展标准无感知传输。
• 证明 AOT 可在无需对合谋模式做任何假设的情况下，实现多方环境中任意函数的鲁棒、安全计算。
• 展示可通过构建全局比特承诺与不可否认无感知传输，从广播原原子中实现 AOT。
• 证明在无任何两个合谋组合覆盖任一单个参与者的补集的前提下，量子协议可实现 AOT，利用量子信道防止窃听。
• 利用匿名量子信道的概念，在协议冲突期间实现安全的信息转发，确保无单个参与者能未被察觉地破坏或窃听。
• 建立 AOT 与认证无感知广播之间的等价性，表明在适当的安全部件下，后者可实现 AOT。

实验结果

研究问题

• RQ1 能否设计一种密码学原原子，使得在任意合谋结构下，多方计算均具备鲁棒性与完美安全性？
• RQ2 匿名无感知传输（AOT）是否严格强于标准无感知传输，以支持安全的多方计算？
• RQ3 在何种条件下，可通过经典认证无感知广播信道实现 AOT？
• RQ4 量子协议能否实现 AOT？此类实现对合谋模式有何约束条件？
• RQ5 实现多方协议中无条件安全与合谋者识别所需的最小假设是什么？

主要发现

• 匿名无感知传输（AOT）严格强于无感知传输，因为它可在无需对合谋结构做任何假设的情况下，实现任意函数的鲁棒、安全计算。
• AOT 确保所有多方协议均具备安全与鲁棒性：任何合谋均无法中止协议、篡改结果或在未被检测的情况下获取秘密输入。
• AOT 可通过认证无感知广播实现，方法是利用广播原原子构建全局比特承诺与不可否认无感知传输，且错误概率可忽略。
• 量子协议仅在无任何两个可能的合谋组合覆盖任一单个参与者的补集时，才能实现 AOT，从而确保潜在破坏者无法窃听量子数据。
• 受 AOT 启发的匿名量子信道，可在协议冲突期间实现量子信息的安全转发，维持安全性并支持鲁棒的量子多方计算。
• 本文证明：仅当无任何两个合谋组合覆盖所有参与者的集合时，鲁棒量子多方协议才可实现，且 AOT 提供了可达到的最高水平的无条件安全性。