计算机研究与发展2024,Vol.61Issue(12) :3069-3087.DOI:10.7544/issn1000-1239.202221052

全同态加密研究进展

Research Progress of Fully Homomorphic Encryption

白利芳 祝跃飞 李勇军 王帅 杨晓琪
计算机研究与发展2024,Vol.61Issue(12) :3069-3087.DOI:10.7544/issn1000-1239.202221052

全同态加密研究进展

Research Progress of Fully Homomorphic Encryption

白利芳 1祝跃飞 2李勇军 3王帅 2杨晓琪4
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作者信息

  • 1. 信息工程大学网络空间安全学院 郑州 450001;中国软件评测中心网络空间安全测评工程技术中心 北京 100048;数据安全关键技术与产业应用评价工业和信息化部重点实验室(中国电子信息产业发展研究院) 北京 100048
  • 2. 信息工程大学网络空间安全学院 郑州 450001
  • 3. 信息工程大学网络空间安全学院 郑州 450001;中原工学院 郑州 450007
  • 4. 中国软件评测中心网络空间安全测评工程技术中心 北京 100048
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摘要

随着数字化进程的加速推进,数据安全和隐私保护问题备受关注.数据加密一直是解决该问题的重要手段,但加密存储和传输较为常见,一旦涉及计算往往需要先解密,以明文形式计算后再加密.全同态加密(fully homomorphic encryption,FHE)将加密延展到计算层面,无需解密即可以完成密文的处理任务,有保护数据安全和用户隐私的天然特性.首个FHE方案于 2009年由Gentry提出,自此FHE方案一直备受业界和学界的关注.从FHE方案的构造思想、不同研究阶段及面临的问题等方面梳理分析了FHE 10余年的研究进展,从算法库实践、标准化进展以及典型应用场景等方面介绍了FHE的应用进展,并提出未来研究的方向建议.

Abstract

With the acceleration of the digitization process,the problem of data security and privacy protection has attracted much attention.Data encryption has always been an important means to solve this problem.However,it is common to store and transfer data in encrypted form.Once calculation is involved,it is often necessary to decrypt the ciphertext,perform the calculation in plaintext,and then encrypt the calculation result.Full homomorphic encryption(FHE)extends encryption to the computing,which can perform meaningful calculations in ciphertext without decryption,and the calculation process and result are encrypted,so it has the natural characteristics of protecting data security and user privacy.The first FHE scheme was proposed by Gentry in 2009,and then FHE has always attracted the attention of the industry and academia.After more than ten years of research,FHE has developed to the fourth stage,and substantial progress has been made.We review and analyze the research progress of FHE from the aspects of the construction idea,different research stages and problems faced,introduce the application progress of FHE from the aspects of algorithm library,standardization progress and typical application scenarios,and put forward sugges-tions for future research direction.

关键词

全同态加密//LWE问题/自举/同态解密/算法库

Key words

fully homomorphic encryption(FHE)/lattice/LWE problem/bootstrapping/homomorphic decryption/algorithms library

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出版年

2024
计算机研究与发展
中国科学院计算技术研究所 中国计算机学会

计算机研究与发展

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:2.649
ISSN:1000-1239
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