不可區分混淆
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不可區分混淆（英語：Indistinguishability obfuscation，常作iO[1]:1），是一種形式化定義了程式混淆的密碼原語。白話地說，混淆隱藏了程式的內部實現，但用戶仍可運行它。[2]
候選構造[编辑]
最早基於具體困難性假設，可證安全的候選構造在2013年提出。該假設和多线性映射有關，但後來該假設被推翻了。[3][4]
一系列後續工作試圖將iO基於更標準的假設。賈殷（Jain）、林和薩海於2020年出版的研究將iO建基於XDH假設、LWE假設和LPN假設。[4][1]此外，該構造還需要NC0實現的超線性延展的伪随机数生成器。[1]直至2006，即使只考慮亞線性延展的NC0偽隨機數生成器，其存在性一直是未解問題。[5]
可能應用場合[编辑]
若不可區分混淆器存在，它們可用於海量的密碼學構造裡。[2][4]具體地說，不可區分混淆器可用於以下的場合：
- 公钥密码学（以及其IND-CCA—安全版本)[6]
- 短数字签名[6]
- IND-CCA—安全的密鑰封裝方案[6]
- 完美零知識的非交互零知識證明和簡賅的非交互論證（即證明方計算能力有限的證明）[6]
- 常數輪交互並行的零知識協議[1]
- 有限多項式次數的多重線性映射 (密碼學)[1]
- 單射陷門函數[6]
- 全同态加密[1]
- 見證加密[1]
- 任何單調NP語言的秘密分享[1]
- 半誠實不经意传输[6]
- 抵賴加密（不論是發送者抵賴還是完全抵賴）[6][1]
- 多方，非交互密钥交换[1]
- 適應性安全簡賅的亂碼（Garbled）RAM[1]
- RAM模型任意程式的不可區分混淆[1]
- 關係難尋（Correlation intractible)函數[1]
- 屬性加密[1]
- PPAD困難性。[1]
不過，iO不是萬能的：例如，甚至在假設陷門排列的情況下，都無法通過黑盒構造由iO構造出抗撞的密碼雜湊函數，除非允許指數級的安全性損失[7]。
參見[编辑]
- 黑箱混淆，一種更強，但一般情況下不可能實現的混淆形式。
參考文獻[编辑]
- ^ 1.00 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05 1.06 1.07 1.08 1.09 1.10 1.11 1.12 1.13 1.14 Jain, Aayush; Lin, Huijia; Sahai, Amit. Indistinguishability Obfuscation from Well-Founded Assumptions. 2020 [2021-08-15]. arXiv:2008.09317
. （原始内容存档于2022-03-03）.
- ^ 2.0 2.1 Klarreich, Erica. Cryptography Breakthrough Could Make Software Unhackable. Quanta Magazine. 2014-02-03 [2021-08-15]. （原始内容存档于2022-04-14）.
- ^ Sanjam Garg; Craig Gentry; Shai Halevi; Mariana Raykova; Amit Sahai; Brent Waters. Candidate Indistinguishability Obfuscation and Functional Encryption for all Circuits. FOCS 2013 (IEEE). 2013: 40–49. ISBN 978-0-7695-5135-7. doi:10.1109/FOCS.2013.13.
- ^ 4.0 4.1 4.2 Klarreich, Erica. Computer Scientists Achieve 'Crown Jewel' of Cryptography. Quanta Magazine. 2020-10-10 [2021-08-15]. （原始内容存档于2022-05-07）.
- ^ Applebaum, B; Ishai, Y; Kushilevitz, E. Cryptography in NC0 (PDF). SIAM Journal on Computing. 2006, 36 (4): 845–888 [2021-08-15]. doi:10.1137/S0097539705446950. （原始内容 (PDF)存档于2021-11-30）.
- ^ 6.0 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 Sahai, Amit; Waters, Brent. How to Use Indistinguishability Obfuscation: Deniable Encryption, and More. 2013 [2021-08-15]. （原始内容存档于2022-02-03）.
- ^ Asharov, Gilad; Segev, Gil. Limits on the Power of Indistinguishability Obfuscation and Functional Encryption. 2015 [2021-08-15]. （原始内容存档于2022-01-21）.
