Функциональное шифрование - Functional encryption - Wikipedia

Функциональное шифрование

Общий
Дизайнеров	Амит Сахаи Брент Уотерс, Дэн Бонех, Шафи Гольдвассер, Яэль Калаи
Происходит от	Шифрование с открытым ключом
Относится к	Гомоморфное шифрование

Функциональное шифрование (FE) является обобщением шифрование с открытым ключом в котором обладание секретным ключом позволяет узнать функцию того, что зашифрованный текст шифрует.

Формальное определение

Точнее, функциональная схема шифрования для заданного функционала. ${\displaystyle f}$ состоит из следующих четырех алгоритмов:

• ${\displaystyle ({\text{pk}},{\text{msk}})\leftarrow {\textsf {Setup}}(1^{\lambda })}$: создает открытый ключ ${\displaystyle {\text{pk}}}$ и главный секретный ключ ${\displaystyle {\text{msk}}}$.
• ${\displaystyle {\text{sk}}\leftarrow {\textsf {Keygen}}({\text{msk}},f)}$: использует главный секретный ключ для создания нового секретного ключа ${\displaystyle {\text{sk}}}$ для функции ${\displaystyle f}$.
• ${\displaystyle c\leftarrow {\textsf {Enc}}({\text{pk}},x)}$: использует открытый ключ для шифрования сообщения ${\displaystyle x}$.
• ${\displaystyle y\leftarrow {\textsf {Dec}}({\text{sk}},c)}$: использует секретный ключ для вычисления ${\displaystyle y=f(x)}$ куда ${\displaystyle x}$ это значение, которое ${\displaystyle c}$ шифрует.

В безопасность FE требует, чтобы любая информация, которую злоумышленник узнал с помощью шифрования ${\displaystyle x}$ раскрывается ${\displaystyle f(x)}$. Формально это определяется моделированием.^[1]

Приложения

Функциональное шифрование обобщает несколько существующих примитивов, включая Шифрование на основе личности (МБП) и шифрование на основе атрибутов (ABE). В случае IBE определим ${\displaystyle F(k,x)}$ быть равным ${\displaystyle x}$ когда ${\displaystyle k}$ соответствует идентификатору, который разрешено расшифровывать, и ${\displaystyle \perp }$ иначе. Аналогично в случае ABE определим ${\displaystyle F(k,x)=x}$ когда ${\displaystyle k}$ кодирует атрибуты с разрешением на расшифровку и ${\displaystyle \perp }$ иначе.

История

Функциональное шифрование было предложено Амит Сахаи и Брент Уотерс в 2005 году^[2] и оформлено Дэн Бонех, Амит Сахаи и Brent Waters в 2010 году.^[3] Однако до недавнего времени большинство экземпляров функционального шифрования поддерживали только ограниченные классы функций, такие как логические формулы. В 2012 году несколько исследователей разработали схемы функционального шифрования, поддерживающие произвольные функции.^[1][4][5][6]

Рекомендации

1. Гольдвассер, Шафи; Калаи, Яэль; Ада Попа, Ралука; Вайкунтанатхан, Винод; Зельдович, Николай (2013). Многоразовые искаженные схемы и сжатое функциональное шифрование - Stoc 13 Proceedings of the 2013 ACM Symposium on Theory of Computing. Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: ACM. С. 555–564. ISBN  978-1-4503-2029-0.
2. ЕВРОКРИПТ (2005-05-09). Нечеткое шифрование на основе идентификаторов - достижения в криптологии - EUROCRYPT 2005: 24-я ежегодная международная конференция по теории и применению криптографических методов, Труды. Springer Science & Business Media. ISBN  978-3-540-25910-7.
3. Бонех, Дэн; Амит Сахаи; Брент Уотерс (2011). «Функциональное шифрование: определения и проблемы» (PDF). Труды конференции по теории криптографии (TCC) 2011 г..
4. Горбунов, Сергей; Hoeteck Wee; Винод Вайкунтанатан (2013). «Атрибутное шифрование для цепей». Труды STOC.
5. Сахай, Амит; Брент Уотерс. «Атрибутное шифрование для цепей из многолинейных карт» (PDF).
6. Гольдвассер, Шафи; Яэль Калаи; Ралука Ада Попа; Винод Вайкунтанатан; Николай Зельдович (2013). «Как запускать машины Тьюринга на зашифрованных данных» (PDF). Крипто 2013. Конспект лекций по информатике. 8043: 536–553. Дои:10.1007/978-3-642-40084-1_30. ISBN  978-3-642-40083-4.