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隐私计算之全同态加密

隐私计算中的完同态加密为加密数据提供量子安全级的计算,保证明文数据及其衍生计算结果永远不会公开,并且在基础设施受到破坏的情况下保持安全,不会被修改和/或破坏。...因此,为了实现不受限制的同态计算,必须选择 F 作为一组完整的函数来完成所有的计算。...如果在加密值的计算过程中,不支持对加密数据的无限制计算,因此不是 全同态加密。 4.2 全同态加密 在 Gentry 的2009年论文之前,同态加密计算过程中聚集的噪声问题显著地限制了真正应用的场景。...使用 cn 继续计算。 Gentry 实现的是使用同态计算对加密的值 c 进行解密和重新加密,该同态计算使用加密的秘钥 sk 和公钥 pk。Gentry 称他的噪声重置过程为自举。...自2009年以来,业界在原始 Gentry 方案的基础上进行了大量的性能和功能改进: 提高全同态计算的性能; 增加自举性能; 减少固定数量的同态计算所需的自举数量; 在没有自举的同态计算过程中最小化噪声增长

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同态加密实现数据隐私计算,能让你的小秘密更加秘密

摘要:同态加密作为实现数据隐私计算的关键技术,在云计算、区块链、隐私计算等领域均存在着广泛的应用需求和一些可行的应用方案。...本文分享自华为云社区《同态加密在联邦计算中的应用》,作者:生也有涯 知也无涯。...华为可信智能计算TICS在联邦数据分析中引入同态加密,以保证计算过程的安全。 引入同态加密之前,TICS采用传统的对称和非对称加密相结合的算法,保证数据传输过程的安全。...引入同态加密前的计算过程: 引入同态加密后的计算过程: 在TICS中使用同态加密 联盟管理页面,管理员开启“高级别隐私保护” 。...当开启之后,sql语句中如果存在Paillier同态加密算法支持的运算, 则该运算会采用同态密文计算,其他的计算过程不变。 创建作业,执行对应sql作业。

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腾讯Angel PowerFL联队斩获iDASH-2022隐私计算大赛同态加密赛道冠军

12月9日,2022年iDASH国际隐私计算大赛结果正式公布,腾讯Angel PowerFL联队凭借最优的模型效果和较快的推理速度获得最高综合得分,斩获同态加密赛道冠军。...同时,在多方安全计算(MPC)赛道和可信计算(SGX)赛道上,腾讯Angel PowerFL联队也分别取得了第二和第三的好成绩。 历年来,同态加密赛道一直是iDASH比赛中最受关注和角逐最激烈的赛道。...今年iDASH同态加密赛道题目是安全模型推理,要求参赛队训练机器学习模型,通过基因型(genotype)数据预测显型特征(phenotypes),共有五个预测任务,包括三个回归任务和两个分类任务。...在进行安全模型推理时,利用CKKS同态加密算法加密五个线性模型的参数和待测试数据矩阵,在密文下完成模型推理,并通过优化密文矩阵和密文向量乘法获得了单线程下最优的模型推理速度。...据了解,今年iDASH同态加密赛道吸引了来自世界各地的30多个顶级团队报名参与竞逐,包括来自耶鲁大学、EPFL、浙江大学、Intel、蚂蚁集团、字节跳动等机构的参赛团队。

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计算的下一件大事是什么?

密云的吸引力是基于专有数据控制和将数据风险降低到硬件级别的承诺。 ? 什么是机密云 ? 在过去的一年中,关于机密计算的讨论很多,包括安全飞地或可信执行环境(TEE)。...由此产生的机密云在概念上类似于网络细分和资源虚拟化。但是,机密云不仅可以隔离和控制网络通信,而且将数据加密和资源隔离扩展到IT、计算、存储和通信的所有基本元素。...采用机密云消除了云计算内部人员泄露数据的可能性,从而关闭了数据攻击面,否则这些数据将暴露给云计算供应商。数据控件可以扩展到可能泄露数据的任何地方,包括存储、网络和多个云平台中。 ?...Azure机密计算部门已与机密云的供应商合作,以在不对基础应用程序进行任何修改的情况下,在现有基础设施上安全地构建和运行任何工作负载。 利用机密计算可以运行以前需要修改代码才能运行的应用程序。...如今,几乎所有云计算提供商(包括AWS、微软Azure和谷歌云)都提供机密的云计算基础设施。 机密云软件允许应用程序甚至整个环境在机密云平台中工作,而无需进行任何修改。

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IEEE S&P 2022丨速度提升达4-6个数量级,港科大、星云Clustar联合提出隐私保护的在线机器学习新框架

为了确保在公有云上进行计算所使用的用户数据隐私,研究者们提出了各种基于不同技术的隐私保护机器学习算法(如多方安全计算同态加密或差分隐私)。...Sphinx 将其神经网络模型中的线性参数 (linear) 保持为明文,并使用差分隐私技术进行隐私保护;其和偏差部分模型参数 (bias) 使用同态加密技术进行加密保护。...Sphinx 结合同态加密、差分隐私和秘密共享多种隐私保护技术,根据训练和推理的具体任务特点提出了定制且兼容的训练和推理混合协议,从而实现快速的训练和推理计算。...差分隐私在实际使用的过程中,需要一个可信的第三方来进行数据的聚合和混淆计算操作。然而,通过引入类似同态加密的安全计算方案,我们可以在不需要可信数据聚合方的前提下就实现差分隐私算法。...用户将训练数据进行同态加密之后,发送给提供隐私保护在线机器学习的服务器云端,云端在进行正向推理、反向梯度传播之后完成梯度计算

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纵向联邦学习场景下的逻辑回归(LR)

二、纵向联邦学习场景下的LR         关于纵向联邦学习的介绍已经屡见不鲜,市面上也涌现出很多优秀的产品,比如FATE、华为可信智能计算TICS等。...同态加密为密文计算提供了可行性,同时也一定程度上影响了机器学习算法的性能。常见的同态加密库包括seal、paillier等。          ...纵向联邦场景下梯度计算公式如下:LR的纵向联邦流程如图2.2所示,host表示只有特征的一方,guest表示包含标签的一方。...图 2.2 纵向联邦LR算法实现流程 在训练开始之前,作业双方需要交换同态公钥。...A2步骤中梯度随机噪声的目的是为了防止己方U泄露,造成安全问题。       由于同态加密计算只支持整数、浮点数的加法和乘法,所以将1.3中的模型迭代公式中的指数部分表示成泰勒表达式形式:

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一起学python计算机视觉 | 群一起学习

最近在学习《Python计算机视觉》,一方面锻炼自己的编程能力,另一方面加强自己图像相关方面的基础知识,有兴趣的可以加入一起学习讨论。...简介 本书是计算机视觉编程的权威实践指南,通过Python语言讲解了基础理论与算法,并通过大量示例细致分析了对象识别、基于内容的图像搜索、光学字符识别、光流法、跟踪、3D重建、立体成像、增强现实、姿态估计...本书适合的读者是:有一定编程与数学基础,想要了解计算机视觉的基本理论与算法的学生,以及计算机科学、信号处理、物理学、应用数学和统计学、神经生理学、认知科学等领域的研究人员和从业者。 ? 目录 ?

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联邦学习|同态加密:实现数据的“可算不可见”

同态加密是密码学领域自1978年以来的经典难题,也是实现数据隐私计算的关键技术,在云计算、区块链、隐私计算等领域均存在着广泛的应用需求和一些可行的应用方案。...,对密文进行特定的计算,得到的密文计算结果在进行对应的同态解密后的明文等同于对明文数据直接进行相同的计算,实现数据的“可算不可见”。...一般而言,由于任意计算均可通过加法和乘法构造,若加密算法同时满足加法同态性和乘法同态性,则可称其满足全同态性。 目前,同态加密算法已在区块链、联邦学习等存在数据隐私计算需求的场景实现了落地应用。...三、同态加密应用场景 同态加密的概念最初提出用于解决云计算等外包计算中的数据机密性保护问题,防止云计算服务提供商获取敏感明文数据,实现“先计算后解密”等价于传统的“先解密后计算”。...为了保护链上信息的隐私性,同时又能实现区块链节点对相关信息的可计算性,可对数据进行同态加密,并将计算过程转化为同态运算过程,节点即可在无需获知明文数据的情况下实现密文计算

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同态加密:实现数据的“可算不可见”

同态加密是密码学领域自1978年以来的经典难题,也是实现数据隐私计算的关键技术,在云计算、区块链、隐私计算等领域均存在着广泛的应用需求和一些可行的应用方案。...一、同态加密概述 1、基本概念 同态加密(Homomorphic Encryption, HE)是指满足密文同态运算性质的加密算法,即数据经过同态加密之后,对密文进行特定的计算,得到的密文计算结果在进行对应的同态解密后的明文等同于对明文数据直接进行相同的计算...一般而言,由于任意计算均可通过加法和乘法构造,若加密算法同时满足加法同态性和乘法同态性,则可称其满足全同态性。 目前,同态加密算法已在区块链、联邦学习等存在数据隐私计算需求的场景实现了落地应用。...三、同态加密应用场景 同态加密的概念最初提出用于解决云计算等外包计算中的数据机密性保护问题,防止云计算服务提供商获取敏感明文数据,实现“先计算后解密”等价于传统的“先解密后计算”。...为了保护链上信息的隐私性,同时又能实现区块链节点对相关信息的可计算性,可对数据进行同态加密,并将计算过程转化为同态运算过程,节点即可在无需获知明文数据的情况下实现密文计算

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离散数学总复习精华版(最全 最简单易懂)已完结

回路:是看对角线的的和(环: 自己到自己) A^n= 里面的数就是通路的条数 Vm,vn的通路 看 矩阵里面(m,n)的元素 可达不可达是看A^n里面是不是零,不是零写1 若为零再看之前的矩阵相同位置的元素是否有非零...很多点*层数 和 类似于上面的(4) ? ? 仍在更新 别撒花了 给我撒个赞吧点击我的头像看我的更多干货笔记吧 ? P10 代数系统 ? ? ? ? ? ? ?...幂等律 最简单 直接自己*自己 =自己 一般证明结合律 一般都有要自己一个 Z 注意一下幂等律 和吸收率 还有一种给图 看满足什么律的? ? ?...,简称同态。...A同态于A’,记作A~A’。 单一同态:若f是单射的,则称f为由A到A’的一个单一同态。显然,A在单一同态f下的同态象与A同构。

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KDD 2021 | 大规模安全稀疏逻辑回归提速隐私计算

由于逻辑函数(Logistic)是非线性的连续函数,对于密码学技术(比如多方安全计算同态加密)而言,直接进行精确的计算时间复杂度非常高。...其次, 使用同态加密计算明文矩阵和密文矩阵的乘积。这里只需要用到加法同态加密即可。同时,由于矩阵X是稀疏的,因此,乘法只需要针对非零的元素进行即可。...此外,同态加密过程比较耗时,这里也可以引入分布式计算技术来加速。最后, 得到加密后的矩阵之后,便可以使用同态加密到秘密分享的转换协议,将其转换到秘密分享域。...可以看出,基于秘密分享和同态加密的逻辑回归算法在通信上具有非常大的优势。虽然它引入了同态加密,但这部分的计算开销可以通过分布式计算来解决。...分布式计算集群中的节点又分为Server和Worker。Server主要负责参与双方各自模型的存储,秘密分享相关的计算,以及通信交互。Worker主要负责同态加密相关的计算

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拿什么保护你,我的区块链

腾讯云区块链使用同态加密、零知识证明、可信计算等技术,为区块链上数据隐私和行为可靠性提供了多方位的保障,并且提供了对国密算法的支持,在金融、政务等场景中可以选择适配SM2-SM3国密证书套件,完美对接国标...01—链上的交易场景 以链上交易为例,有三种能兼顾隐私性和可靠性的交易方案:同态加密(HE)、零知识证明(ZK-Proof)、可信计算(TEE)。如Fig. 1所示的转账场景是区块链上常见的交易场景。...2.3.3 准确计算结果: image.png 2.4 使用同态加密保护交易隐私 回到链上交易的问题,引入同态加密后,交易过程变成Fig. 2所示。...前文中提到的使用同态加密、零知识范围证明实现的机密交易,使用可信计算实现的多方计算、链上链下互通究竟要怎么用呢?以下我们介绍一些实际场景的应用。...在银行、金融体系中,使用链上机密交易,通过将账户信息加密后放到区块链上存证,交易请求中也对交易额进行加密,以保护资金流,那么配合同态加密或零知识证明算法,可实现对链上密文的计算和对计算结果的验证,达到交易信息保密

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解密Angel PowerFL联邦学习平台中的纵向GBDT算法

Paillier同态加密协议 Paillier加密协议是最常用的同态加密协议之一,满足同态性质。...该策略的优点可以汇总如下: 计算计算并行、计算与通信并行——Guest方的加密操作与Host方的同态加法操作可以进行并行,Guest方(Host方)的密文发送(密文接收)与加密操作(同态加法操作)可以进行并行...通过在上一个优化点中,加密、梯度传输、同态加法可以很好的进行并行覆盖然而,梯度直方图则并非如此——梯度直方图的传输需要等待所有累加(同态加法)操作结束后才能开始,此外,同一层上树结点的梯度直方图通常是同时计算的...受到这个启发,笔者介绍一种通过多项式计算,将多个密文压缩为单个密文,并支持解密与解压的算法,具体公式如下: 其中分别表示密文空间中的同态加法和数乘运算,是足够大的放缩因子,如。...该优化可以降低至少一半的计算开销。 批量JNI调用:在构建直方图时,使用一个缓存区对待累加的梯度进行缓存,直到缓存区存满再调用JNI同态加法操作,以减少JNI调用开销。

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3位加密大牛斩获理论计算机最高荣誉

2009年,他的博士论文A Fully Homomorphic Encryption Scheme赢得了美国计算机协会同态加密博士论文奖。...最近,Vinod主要在研究对加密数据进行计算的理论和实践,构建强大的密码对象,如全同态加密和函数加密等等。 Vinod在麻省理工学院获得博士学位,并获得了2009年George M....全同态加密是啥?...同态加密体系有不同的分类,大致上被分成4类:部分同态、近似同态、有限级数全同态与完全同态。 要说全同态加密这一概念的提出,早在上世纪70年代末就已经出现了。...Gentry在2009年提出来的全同态系统,我们往往称之为第一代全同态加密系统。 由此可见,全同态加密这一概念已经被提出了很久了。

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隐私计算的硬件方案:「可信执行环境TEE」兼顾数据安全、隐私保护

二、TEE 与其他隐私计算技术 TEE 与安全多方计算同态加密对比 安全多方计算(MPC)、同态加密是和 TEE 一样各有所长的隐私计算技术。...例如,同态加密的加解密过程中群上的大数运算带来的计算开销,同态加密的密文长度增长以及安全多方计算技术中多轮通信带来的通信开销等,虽然存在针对这些问题的大量优化方案,但是其性能瓶颈仍未从根本上解决。...因此通用型 MPC 协议很难在大规模计算环境下广泛应用,更多是针对特定问题的 MPC 协议,如隐私信息检索(PIR)、隐私集合求交(PSI)等,而同态加密技术则大多仅应用于某些计算协议中关键步骤的计算。...TEE、MPC 和同态加密的对比如下表: TEE 在联邦学习中的应用 TEE 作为基于硬件的隐私计算技术,可通过与联邦学习相结合来保障计算效率和安全性。...为解决上述问题,在实际应用中大多通过噪或同态加密的方式对梯度信息进行保护。

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拿什么保护你,我的区块链

01 — 链上的交易场景 以链上交易为例,有三种能兼顾隐私性和可靠性的交易方案:同态加密(HE)、零知识证明(ZK-Proof)、可信计算(TEE)。...Fig.2 同态加密保护的链上交易 如图中的计算,对等式  的验证可以转化为密文上的验证:  。如此,链上数据全程都是密文,却并不妨碍公开监管。...计算时,利用 Pedersen 承诺的同态性质,其他链上参与者可以很容易地看到  这个关系,并且能通过 Bulletproofs 的证明确认  与  都大于零。...前文中提到的使用同态加密、零知识范围证明实现的机密交易,使用可信计算实现的多方计算、链上链下互通究竟要怎么用呢?以下我们介绍一些实际场景的应用。...在银行、金融体系中,使用链上机密交易,通过将账户信息加密后放到区块链上存证,交易请求中也对交易额进行加密,以保护资金流,那么配合同态加密或零知识证明算法,可实现对链上密文的计算和对计算结果的验证,达到交易信息保密

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【RSA2019创新沙盒】Duality:基于同态加密的数据分析和隐私保护方案

比如在云计算场景中,数据拥有方将数据加密存储在云计算平台中,数据拥有方提交数据统计或处理任务,直接对加密数据进行操作即可,不需要在云平台中进行解密,因此存储方无法获取真实的数据内容。...SecurePlus™支持多方参与计算,有利于数字化的协作。...同态加密在链接和计算过程中保护了每一方的资产,在整个过程中保护隐私并且符合法律法规需求,特别是GDPR对于多方协同的数据隐私要求。 ?...总结 随着云计算和大数据技术的发展,越来越多的数据在第三方平台进行存储和计算。在云端实现数据处理的同时,如何保证数据的安全性是客户的一个普遍诉求。...计算机科学, 45(4), 46-52. [4] https://www.secrss.com/articles/767,让专家和新手都轻松:微软开源同态加密库“SEAL” 内容编辑:安全大数据分析实验室

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安全多方计算:(2)隐私信息检索方案汇总分析

3.2基于同态加密的PIR实现 基于同态加密的PIR实现过程如图5所示,此处采用paillier加法半同态加密算法[2],paillier同态加密算法计算过程参见文献2,此处不赘述,但强调3个paillier...同态加密的密文计算结果解密后与明文计算结果相等,相当于en_result=E(m1*0 + … + mt-1*0 + mt*1 + mt+1*0+ … + mn*0, pk) = E(mt, pk)。...服务端利用密文向量vector,和f(x)、g(x)的系数,分别计算同态密文E(f(xt))、E(g(xt)),将计算结果发送给用户。...n次公钥解密n次对称加密 基于同态加密PIR 同态加密 n+1条同态密文 是 3n次同态加密 Keyword-PIR 多项式插值;同态加密 n+2条同态密文 否 5n次同态加密2次多项式构造 在计算开销上...,由于同态加密计算开销大于RSA计算开销,所以基于OT的PIR方案计算开销有优势;通信开销上,如果服务端每条明文数据都较长,如数千字节,则基于同态加密PIR通信开销较小。

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