可公开验证的隐蔽安全两方计算协议：融合惩罚性追责机制增强威慑力

《Computer Standards & Interfaces》：Publicly verifiable covert two-party computation with punitive blame

本文提出了一种融合惩罚性追责的可公开验证隐蔽（Publicly Verifiable Covert, PVC）安全模型，通过引入追责（Blame）、预审（PreJudge）、上诉（Appeal）和裁决（Judge）算法，增强了传统PVC模型仅依赖声誉损害的威慑力，并基于新型签名不经意传输（Signed-OT）扩展技术构建了高效的两方计算协议，实验显示其在计算和通信成本上较现有方案有显著提升。

　　

章节亮点 (Highlights)

先前工作的启示 (Intuitions from prior work)

在本节中，我们将首先介绍我们两方计算所需的关键基础原语，并回顾一种现有的可行方法。然后，我们将讨论直接将该技术应用于我们提出的安全模型的局限性，最后简要概述满足我们安全要求的扩展思路。

在图3中，为了防止恶意接收方R“更改”消息并诽谤发送方S，协议[7]通过承诺机制将R的选择比特锁定，同时确保...

构建的直觉 (Intuition for the construction)

上述局限性的关键点在于，恶意接收方R可以通过在协议执行和计算揭示x_j时使用不一致的t_j来以高概率成功作弊。这种行为很难预防，因为仅需一个比特的不一致就足以破坏协议的安全性。在获得{t_j,i}_i∈I后，恶意R可以轻松检查t_j中翻转的不一致比特的索引是否在S选择的索引集I中。如果不在，R就可以利用...

提出的PVC两方计算协议 (The proposed PVC two-party computation protocol)

在本节中，我们将简要描述我们的协议，并提供详细协议Π_PVC。追责（Blame）算法在图5中给出。预审（PreJudge）算法如图6所示。上诉（Appeal）算法在图7中给出。最后一个算法是裁决（Judge），如图8所示。给定一个可能由恶意方发起的诽谤性追责（Blame）过程，另一方可以首先执行预审（PreJudge）来指控该方。然后，上诉（Appeal）算法会输出一个证书给被指控方，用于调用裁决（Judge）。最后，裁决（Judge）算法...

安全性证明 (Proof of security)

定理 1

令λ < p(κ) 且 υ < p(κ)，对于某个多项式p(·)，作为协议参数，并设ε = (1 - 1/λ)(1 - 2^-υ+1)。令f为一个概率多项式时间（PPT）函数，令H为一个随机预言机，令F_SignedOT^Π和 (λ选1)-F_SignedOT^Π分别为1选2签名OT和1选λ签名OT，其中Π是一个ρ-EU-CMRA签名方案，令Π_PVC为第5.1节中提出的PVC协议。那么(Π_PVC, Blame, PreJudge, Appeal, Judge)在存在ε-PVC...的情况下安全地计算f。

与先前工作的比较 (Comparison with prior work)

如第4节所分析，P₂可以利用损坏的矩阵T进行作弊，并以高概率逃脱检查。为了保持效率并修复此缺陷，我们略微修改了签名OT扩展协议。即，我们在基础OT阶段使用签名OT而不是标准OT。此外，对于原始的OT扩展协议，恶意R可以通过在扩展阶段使用不同的r进行作弊。为了避免这种不当行为，Kolesnikov等人利用了恶意安全...