Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Хабр доступен 24/7 благодаря поддержке друзей
Комментарии 71
Что значит «примерно собственный вектор»?
Имея матрицу A в чём проблема найти все собственные числа?
Имея матрицу A в чём проблема найти все собственные числа?
Смотря какого она порядка!
К тому же, придётся выбирать одно из многих, и непонятно, как.
К тому же, придётся выбирать одно из многих, и непонятно, как.
Какая разница какого порядка, там же сложность <O(n^3). Всего n собственных чисел, все перебрать это ещё O(n). А для шифрования нужно O(2^n).
Ну возьмите матрицу порядка 2^(n/3), будет O(2^n).
Потом, O(n^3) — это если у вас матрица вещественная или комплексная. А если над конечным полем, то не так всё просто.
Потом, O(n^3) — это если у вас матрица вещественная или комплексная. А если над конечным полем, то не так всё просто.
Ага, а шифровать оно сколько будет? Тоже O(2^n)? Круто.
Вся компьютерная аглебра она над конечным полем, и ничего вроде.
Вся компьютерная аглебра она над конечным полем, и ничего вроде.
Над множеством, а не полем. Если результат операции не помещается в переменную (что в компьютерной алгебре имеет место быть), то это уже не элемент множества. А значит и множество не является конечным полем.
Ну вот расскажите, как вы будете быстро над большим конечным полем корни характеристического многочлена степени выше четырёх находить.
Может ещё детерминант по определению посчитать со сложностью o(n!)?
Во, отличная идея, шифровать детерминантом! det(AB) = det(A) det(B). Где можно получить мою PhD про математике?
Естественно, никто не находит собственные числа, находя корни характеристического многочлена.
Во, отличная идея, шифровать детерминантом! det(AB) = det(A) det(B). Где можно получить мою PhD про математике?
Естественно, никто не находит собственные числа, находя корни характеристического многочлена.
Да, очевидно. Ну а какой метод для нахождения собственных чисел над простыми полями вы можете посоветовать?
Потом, не ищут корни многочленов не потому, что это дорого, а потому, что это неустойчиво. Что опять-таки проблема только для поля с нулевой характеристикой.
Потом, не ищут корни многочленов не потому, что это дорого, а потому, что это неустойчиво. Что опять-таки проблема только для поля с нулевой характеристикой.
QR разложение, разве нет? Корни многочленов не ищут, потому что непонятно как это делать численно.
Вот это поворот! И как же QR-разложение помогает вычислять собственные значения, м?
С корнями многочленов очень даже понятно, как это делать численно — запускаете любимый алгоритм минимизации для |f(x)|2 и всё. См. также Root-finding algorithms.
С корнями многочленов очень даже понятно, как это делать численно — запускаете любимый алгоритм минимизации для |f(x)|2 и всё. См. также Root-finding algorithms.
Наверное, как-то вот так: en.wikipedia.org/wiki/QR_algorithm
Ну и, естественно, корни многочленов не ищут алгоритмами минимизации, есть намного более эффективные методы (через то же QR разложение). По своему опыту скажу, что если где-то встретилась задача типа det(M(x)) = 0 и M больше чем 4x4 и зависит от x не как полином, то это хана, сливай воду.
Ну и, естественно, корни многочленов не ищут алгоритмами минимизации, есть намного более эффективные методы (через то же QR разложение). По своему опыту скажу, что если где-то встретилась задача типа det(M(x)) = 0 и M больше чем 4x4 и зависит от x не как полином, то это хана, сливай воду.
Вы QR-разложение от QR-алгоритма хорошо отличаете? Вы мне приводите ссылку на итерационный алгоритм. Как вы будете его использовать в конечных полях, где и сходимости-то как таковой не существует?
Тогда расскажите в чём особенность этого конечного поля. Вот есть у меня матрица double'ов, я могу найти собственные числа с известной точностью за время O(n^3). Это всем известно, все этим пользуются. Вы можете объяснить для обычной публики, без ссылок на Галуа, почему этого нельзя сделать в представленной задаче?
Ну, например, потому, что у вас не будет в распоряжении понятия «точность».
Рассмотрите для простоты итерационный метод решения системы какой-нибудь. Вот вы итерируете, итерируете, и по величине невязки ||Axn-b|| и числу обусловленности вашей матрицы можете прикинуть, насколько вы уже близки к решению. А теперь представьте, что вы итерируете над GF(2) (поле из нуля и единицы). Вы считаете невязку, и это вектор из нулей и единиц. В нём может быть только одна единица, но вы можете быть сколь угодно далеки от решения (по Хэммингу, например). Он может быть весь из единиц, а итерационный метод — взять и сойтись на следующей итерации.
При этом, например, итерационные методы для линейных систем, основанные на подпространствах Крылова (тот же метод Ланцоша), у вас всё равно приведут к решению — поскольку это в глубине души прямые методы: за n итераций метод Ланцоша гарантированно сходится. Он считается итерационным, потому что в вещественном случае итерации можно оборвать на пол-пути, когда достигнута необходимая точность. Но для собственных чисел таких прямых алгоритмов не существует. Например, если бы вы построили такой прямой алгоритм, использующий только арифметические операции и взятие корней, вы бы пришли к нахождению корней многочленов в радикалах (потому что любому многочлену соответствует матрица, для которой он является характеристическим), что гарантированно невозможно.
Все существующие алгоритмы поиска собственных значений матриц общего вида — какими бы быстрыми и надёжными они ни были — итерационные, а это значит, что вы не можете просто взять и применить их над конечным полем. Поэтому ваше утверждение о сложности в O(n3) в конечном поле голословно и нуждается либо в ссылке, либо (что более вероятно) в широкомасштабном исследовании.
Рассмотрите для простоты итерационный метод решения системы какой-нибудь. Вот вы итерируете, итерируете, и по величине невязки ||Axn-b|| и числу обусловленности вашей матрицы можете прикинуть, насколько вы уже близки к решению. А теперь представьте, что вы итерируете над GF(2) (поле из нуля и единицы). Вы считаете невязку, и это вектор из нулей и единиц. В нём может быть только одна единица, но вы можете быть сколь угодно далеки от решения (по Хэммингу, например). Он может быть весь из единиц, а итерационный метод — взять и сойтись на следующей итерации.
При этом, например, итерационные методы для линейных систем, основанные на подпространствах Крылова (тот же метод Ланцоша), у вас всё равно приведут к решению — поскольку это в глубине души прямые методы: за n итераций метод Ланцоша гарантированно сходится. Он считается итерационным, потому что в вещественном случае итерации можно оборвать на пол-пути, когда достигнута необходимая точность. Но для собственных чисел таких прямых алгоритмов не существует. Например, если бы вы построили такой прямой алгоритм, использующий только арифметические операции и взятие корней, вы бы пришли к нахождению корней многочленов в радикалах (потому что любому многочлену соответствует матрица, для которой он является характеристическим), что гарантированно невозможно.
Все существующие алгоритмы поиска собственных значений матриц общего вида — какими бы быстрыми и надёжными они ни были — итерационные, а это значит, что вы не можете просто взять и применить их над конечным полем. Поэтому ваше утверждение о сложности в O(n3) в конечном поле голословно и нуждается либо в ссылке, либо (что более вероятно) в широкомасштабном исследовании.
Если точность которая меня интересует меньше машинной точности, то в чём проблема? То что вы написали, это значит, что нельзя найти собственные значения точнее машинной точности. Ну да, только как это спасает схему шифрования я не понимаю.
В конечных полях вообще нет понятия точности.
Нет, то, что я написал, значит другое. Чем вы читаете? Я говорю, что вы не можете найти собственные значения матрицы над конечным полем, используя существующие итерационные алгоритмы для вещественных/комплексных матриц. (На всякий случай: они не совпадают с собственными значениями этих же матриц, рассмотренных как вещественных.) Не можете ни с какой точностью, повторяю это специально для вас, хотя для меня это звучит как бессмыслица — поскольку в конечном поле нет понятия приближения.
Рискну прославиться как родственник Капитана, но в конечном поле конечное число элементов — а потому многие привычные закономерности не работают.
К примеру, отношение «больше-меньше» на таких полях ввести нельзя (поля неупорядоченные). Так, в Z7 6+1=0.
Или вот еще равенство, в том же поле: 1/3 = 5. А 3/5 = 2.
К примеру, отношение «больше-меньше» на таких полях ввести нельзя (поля неупорядоченные). Так, в Z7 6+1=0.
Или вот еще равенство, в том же поле: 1/3 = 5. А 3/5 = 2.
Получается, что размер шифротекста квадратично зависит от размера исходного текста?
А что насчет схемы обфускации программ? Напишите о ней, очень интересная тема. И особенно — как доказывается, что эта схема теоретически самая стойкая?
А что насчет схемы обфускации программ? Напишите о ней, очень интересная тема. И особенно — как доказывается, что эта схема теоретически самая стойкая?
'v' «примерно собственный вектор» матрицы 'A', если существует такой вектор 'e' с маленькими коэффициентами, что Av = λv + e. Проблемы найти собственные числа за полиномиальное время нет, есть проблема сначала угадать вектор 'e', т.е. если в этом векторе n элементов, каждый из который +1 или -1, то надо будет перебрать 2^n возможных значений для этого вектора.
Как я должен был догадаться об этом из текста? В таком случае на каждой операции с шифротекстом будет накапливаться ошибка, потому что это не совсем собственные числа и через какое-то количество операций деградирует до неузнаваемости.
Да, совершенно верно, очень хорошее наблюдение! Именно поэтому эта простая идея работает для конечного числа перемножений. А чтобы добиться произвольного числа перемножений надо делать то что называется «bootstrapping», т.е. зашифровать секретный ключ гомоморфной схемой (предполагая «circular security», т.е. что можно зашифровать секретный ключ его публичным ключом и что это его не выдаст) и исполнить дешифрующий алгоритм используя гомоморфное шифрование. Это перешифрует информацию, уменьшив в ней шум до размеров исходного.
Выглядеть это будет так примерно:
Гомоморфное шифрование позволяет сделать преобразование: E(pk, x) -> E(pk, f(x))
Boostrapping, соответственно, будет выглядеть так: допустим у вас есть шифр ct, в котором вы хотите уменьшить шум, допустим ct шифрует y, тогда
[ct, Enc(pk, sk)] => Enc(pk, Dec(sk, ct)) ct воспринимается как константа или набор констант, т.е. гомоморфная функция, которую мы считаем параметризована ct: f_{ct}(sk) = Dec(sk, ct). Перешифровка уменьшит шум.
Выглядеть это будет так примерно:
Гомоморфное шифрование позволяет сделать преобразование: E(pk, x) -> E(pk, f(x))
Boostrapping, соответственно, будет выглядеть так: допустим у вас есть шифр ct, в котором вы хотите уменьшить шум, допустим ct шифрует y, тогда
[ct, Enc(pk, sk)] => Enc(pk, Dec(sk, ct)) ct воспринимается как константа или набор констант, т.е. гомоморфная функция, которую мы считаем параметризована ct: f_{ct}(sk) = Dec(sk, ct). Перешифровка уменьшит шум.
А почему имена латиницей? Дэн, Крэг, в чём проблемы?
«Примерный» все же советую заменить на слово «приближенный» — это более научный термин.
Очень бы советовал заменить «x» и «y» на "λ1" и "λ2". Обычно под x и y в линейной алгебре (и в принципе), понимаются вектора, а не скаляры. Тогда как, λ'бды традиционно используются для обозначения собственного значения матрицы (пусть и безотносительно приближения).
Надо будет обязательно прочитать оригинальную статью, но с приближенными собственными значениями и векторами действительно не все так просто. Скорее всего, нужно придумывать алгоритм, генерирующий хорошо обусловленные матрицы A и B (имеется ввиду, что отношение максимального и минимального собственного значения матрицы не зашкаливает). В этом случае, небольшие пертурбации в «приближении» не должны значительно сильно сказаться на конечном результате.
Очень бы советовал заменить «x» и «y» на "λ1" и "λ2". Обычно под x и y в линейной алгебре (и в принципе), понимаются вектора, а не скаляры. Тогда как, λ'бды традиционно используются для обозначения собственного значения матрицы (пусть и безотносительно приближения).
Надо будет обязательно прочитать оригинальную статью, но с приближенными собственными значениями и векторами действительно не все так просто. Скорее всего, нужно придумывать алгоритм, генерирующий хорошо обусловленные матрицы A и B (имеется ввиду, что отношение максимального и минимального собственного значения матрицы не зашкаливает). В этом случае, небольшие пертурбации в «приближении» не должны значительно сильно сказаться на конечном результате.
а если взять унитарную матрицу смасштабировать на на собственное значение, прибавить случайный делитель нуля?
Да, матрицы действительно должны быть «хорошими» в том смысле о котором вы говорите, но этого не так сложно достигнуть, они генерируются довольно просто…
Я не использую λ'бды, потому что их не используют в литературе по этой теме. Обычно используют μ или просто m, x и y удобно использовать, потому что мы вычисляем f(x, y) и на этом фокусируемся, абстрагируясь от того, что это собственные числа шифров. Но обозначения не так важны, я надеюсь.
Я не использую λ'бды, потому что их не используют в литературе по этой теме. Обычно используют μ или просто m, x и y удобно использовать, потому что мы вычисляем f(x, y) и на этом фокусируемся, абстрагируясь от того, что это собственные числа шифров. Но обозначения не так важны, я надеюсь.
Нет, это не так. Матрицами заменяются не символы, а сообщения целиком.
вроде, заменяются не символы, а числа
одному числу может соответствовать несколько матриц
одному числу может соответствовать несколько матриц
Шифрование вероятностное (шифрующий алгоритм пользуется случайными числами), поэтому зашифровав символ «a» -> λ1 два раза вы получите две разных матрицы.
Грубо говоря, для одного раза это будет матрица A, такая что Av=λ1v + e1 (где e1 это один маленький вектор), а во второй раз, шифром будет матрица B, такая что Bv=λ1v + e2 (где e2 это ДРУГОЙ маленький вектор). Но имея эти A и B (и не имея вектора v) вы не сможете понять даже, шифруют ли эти две матрицы один и тот же символ (или одно и то же «примерное» собственное число) или нет.
Грубо говоря, для одного раза это будет матрица A, такая что Av=λ1v + e1 (где e1 это один маленький вектор), а во второй раз, шифром будет матрица B, такая что Bv=λ1v + e2 (где e2 это ДРУГОЙ маленький вектор). Но имея эти A и B (и не имея вектора v) вы не сможете понять даже, шифруют ли эти две матрицы один и тот же символ (или одно и то же «примерное» собственное число) или нет.
только если у Вас весь алфавит, а если одна матрица — одно сообщение?
Надо заметить, что схема Крэйга Джентри работает страшно медленно и для практического применения не годится вообще. Джентри вместе с сотрудниками IBM работал над созданием чуть более быстрой схемы, но серьезного улучшения получить не удалось. Если кому интересно, то можете посмотреть на HELib — реализация схемы Джентри написанная на C.
В статье не совсем правильно написано, что такое гомоморфное шифрование. Вообще говоря, гомоморфное шифрование сохраняет одну операцию — это может быть умножение, сложение, XOR, умножение на незашифрованную константу, возведение в степень, что угодно. Таких схем вагон и маленькая тележка. Всем известный RSA (без пэддинга) сохраняет операцию умножения. Схема ElGamal гомоморфна относительно умножения, схема Paillier — относительно сложения. Схема Джентри — это первая полностью гомоморфная схема: она сохраняет и умножение, и сложение. Впрочем, есть схема Boneh-Goh-Nissim (тот самый Boneh, научник Крэйга Джентри), которая умеет делать много сложений и затем одно умножение.
А огромный коэффициент экспансии характерен для всех гомоморфных схем.
В статье не совсем правильно написано, что такое гомоморфное шифрование. Вообще говоря, гомоморфное шифрование сохраняет одну операцию — это может быть умножение, сложение, XOR, умножение на незашифрованную константу, возведение в степень, что угодно. Таких схем вагон и маленькая тележка. Всем известный RSA (без пэддинга) сохраняет операцию умножения. Схема ElGamal гомоморфна относительно умножения, схема Paillier — относительно сложения. Схема Джентри — это первая полностью гомоморфная схема: она сохраняет и умножение, и сложение. Впрочем, есть схема Boneh-Goh-Nissim (тот самый Boneh, научник Крэйга Джентри), которая умеет делать много сложений и затем одно умножение.
А огромный коэффициент экспансии характерен для всех гомоморфных схем.
Да, вы правы, схемы, которые могут делать обе операции называются Fully Homomorphic Encryption.
Нда, любопытно. Получается, что любой блочный шифр в режиме CTR сохраняет операцию XOR, т.е. тоже является гомоморфным.
Хорошее наблюдение, но XOR сохранять дело нехитрое :) Еще надо уточнить, что когда мы говорим «сохраняет операцию» это не значит, что сама операция остается неизменной. Более формально, шифр (E,D) сохраняет n-арную операцию f, если существует операция g такая, что для любых значений a_1, ..., a_n из области определения f
f(a_1, ..., a_n) = D(g(E(a_1), ..., E(a_n)))
Скажем, в шифре Paillier для гомоморфного сложения зашифрованных значений, нужно их перемножить.
f(a_1, ..., a_n) = D(g(E(a_1), ..., E(a_n)))
Скажем, в шифре Paillier для гомоморфного сложения зашифрованных значений, нужно их перемножить.
Я исправлю это в посте. Спасибо что заметили. Сейчас уже часто просто говорят Homomorphic, но термин Fully Homomorphic, конечно, точнее.
Могу порекомандовать вот эту статью:
Xiao L., Bastani O., Yen I. L. An Efficient Homomorphic Encryption Protocol for Multi-User Systems //IACR Cryptology ePrint Archive. – 2012. – Т. 2012. – С. 193.
В ней описывает так же гомоморфное шифрование на матрицах но, кажется, более эффективное с плане скорости и производительности. К сожалению, я уже около года не особенно слежу за этой областью, поэтому не знаю, были ли найдены какие-то уязвимости у нее, но выглядит она интереснее.
Xiao L., Bastani O., Yen I. L. An Efficient Homomorphic Encryption Protocol for Multi-User Systems //IACR Cryptology ePrint Archive. – 2012. – Т. 2012. – С. 193.
В ней описывает так же гомоморфное шифрование на матрицах но, кажется, более эффективное с плане скорости и производительности. К сожалению, я уже около года не особенно слежу за этой областью, поэтому не знаю, были ли найдены какие-то уязвимости у нее, но выглядит она интереснее.
Но эта статья не опубликована ни в каком авторитетном источнике (на сколько я понимаю), а это скорее всего означает, что она имеет какие-то проблемы с правильностью доказательств или результатов.
Да у математиков это нормально закинуть на arxiv и считать, что опубликовано :)
Статьи по ГШ обычно публикуются (по крайней мере на конференциях), тем более у этой статьи только 8 сомнительных цитирований, а у статьи на которую дана ссылка в посте — 83. И статьи по ГШ обычно публикуются на архиве eprint.iacr.org.
Но это ничего не значит, возможно, авторы действительно просто поленились :) Хотя статью написать это бОльшая часть дела, так что уж грех не послать ее хоть куда-то.
Но это ничего не значит, возможно, авторы действительно просто поленились :) Хотя статью написать это бОльшая часть дела, так что уж грех не послать ее хоть куда-то.
Удивительно я никогда не слышал про такой тип шифрования. Я так понимаю складывать числа из разных шифров нельзя, тогда каким образом можно определить спам? К примеру мы должны обнаружить в письме слово «реклама», как это сделать если мы не знаем шифра?
Очень хороший вопрос! Допустим, есть алгоритм/программа, она ищет в тексте слово «реклама» (простой поиск подстроки). Этот алгоритм можно представить в виде набора бинарных операций (используя «или» и «и») или даже с помощью одной операции NAND (Штрих Шеффера), «не и» (то, что собственно вычисляет каждый транзистор). Это будет называется представлением алгоритма в виде булевой схемы.
Этот NAND(x, y) в свою очередь можно представить как набор арифметических операций: NAND(x, y) = (1 — xy) (если входы бинарны — выход будет бинарным), эти операции может делать гомоморфная схема — это просто вычитание и умножение. Т.е. весь алгоритм поиска подстроки можно осуществить гомоморфными операциями.
Но все не совсем так просто: вы, наверное, подумали, «а что же делать с циклами и ветвлениями (if/else)? Ведь если переводить это в лоб, то надо будет раскрывать/линеаризировать эти циклы и ветвления.» На этот счет есть ряд потрясающих результатов, которые говорят что это можно очень эффективно сделать, спровоцировав увеличение длины программы только в логарифмическое число раз. Т.е. была программа длины n, а стала схема размера n log n. (Число атомов во вселенной 2^300, а поэтому логарифм можно считать константой… это шутка :) )
Этот NAND(x, y) в свою очередь можно представить как набор арифметических операций: NAND(x, y) = (1 — xy) (если входы бинарны — выход будет бинарным), эти операции может делать гомоморфная схема — это просто вычитание и умножение. Т.е. весь алгоритм поиска подстроки можно осуществить гомоморфными операциями.
Но все не совсем так просто: вы, наверное, подумали, «а что же делать с циклами и ветвлениями (if/else)? Ведь если переводить это в лоб, то надо будет раскрывать/линеаризировать эти циклы и ветвления.» На этот счет есть ряд потрясающих результатов, которые говорят что это можно очень эффективно сделать, спровоцировав увеличение длины программы только в логарифмическое число раз. Т.е. была программа длины n, а стала схема размера n log n. (Число атомов во вселенной 2^300, а поэтому логарифм можно считать константой… это шутка :) )
Я так и не понял главного. Буква «Р» в utf16 это число 1056. И что бы узнать искомая ли это буква, нужно сделать что то типа
if (cur_char — 1056 == 0)
Как гугл сможет это сделать не зная шифра? Для этого он у нас должен попросить, зашифровать букву «Р» да и все слово и отослать ему. Однако это в свою очередь, компрометирует сам шифр, так как со временем гугл соберет весь алфавит, и будет читать наши сообщения.
>> Ведь если переводить это в лоб, то надо будет раскрывать/линеаризировать
Похоже я не понимаю еще кое что… Почему нельзя использовать классический алгоритм если каждый символ исходного текста отдельная матрица? Ведь именно такой пример вы показали в статье…
И еще один вопрос. Справедливо ли что если a < b до шифрования, то Ma — Mb < Mb — Ma после шифрования? Тут станет вопрос о корректности сравнения матриц, однако если при вычитании двух матриц, в результате мы получаем неотрицательную матрицу (когда все элементы матрицы больше или равны 0), то можно однозначно сказать, что одна матрица больше другой. Нельзя ли провести частотный анализ сравнивая матрицы таким образом? Действительно ли такое преобразование скрывает отношения исходного ряда чисел. Проводилось ли какое нибудь исследование криптостойкости?
if (cur_char — 1056 == 0)
Как гугл сможет это сделать не зная шифра? Для этого он у нас должен попросить, зашифровать букву «Р» да и все слово и отослать ему. Однако это в свою очередь, компрометирует сам шифр, так как со временем гугл соберет весь алфавит, и будет читать наши сообщения.
>> Ведь если переводить это в лоб, то надо будет раскрывать/линеаризировать
Похоже я не понимаю еще кое что… Почему нельзя использовать классический алгоритм если каждый символ исходного текста отдельная матрица? Ведь именно такой пример вы показали в статье…
И еще один вопрос. Справедливо ли что если a < b до шифрования, то Ma — Mb < Mb — Ma после шифрования? Тут станет вопрос о корректности сравнения матриц, однако если при вычитании двух матриц, в результате мы получаем неотрицательную матрицу (когда все элементы матрицы больше или равны 0), то можно однозначно сказать, что одна матрица больше другой. Нельзя ли провести частотный анализ сравнивая матрицы таким образом? Действительно ли такое преобразование скрывает отношения исходного ряда чисел. Проводилось ли какое нибудь исследование криптостойкости?
А «гугл» этого никогда и не узнает. Все, что он будет знать — это зашифрованную разность. Потом «гуглу» надо будет исполнить обе ветви алгоритма и получить зашифрованные результаты — после чего применить гомоморфный тернарный оператор для получения шифрованного ответа.
При использовании гомоморфного шифрования «гугл» сам не знает, что именно он нашел, где и нашел ли вообще.
При использовании гомоморфного шифрования «гугл» сам не знает, что именно он нашел, где и нашел ли вообще.
Не вполне понятно, насколько это применимо. Да, мы можем сложить два сообщения или перемножить их, но зачем?
А если кто-то может найти в моем сообщении слово «спам» (и любое другое), то зачем мне такое шифрование?
А если кто-то может найти в моем сообщении слово «спам» (и любое другое), то зачем мне такое шифрование?
Особенно непонятно с поиском по запросу, гугл ведь знает какие результаты возвращаются, а результаты важнее самого поиска, ведь по ним понятно интересны они человеку или нет.
Гугл не знает, какие результаты возвращаются, поскольку они возвращаются в зашифрованном виде.
Я посылаю: pk, Enc(pk, «query»), Гугл вычисляет Enc(pk, search(«query»)) — вычисляет алгоритм «search» на моих данных (на «query») и посылает мне результат обратно. Посколько я знаю sk, я могу дешифровать:
Dec(sk, Enc(pk, search(«query»))) -> search(«query») и узнать результаты поиска.
Я посылаю: pk, Enc(pk, «query»), Гугл вычисляет Enc(pk, search(«query»)) — вычисляет алгоритм «search» на моих данных (на «query») и посылает мне результат обратно. Посколько я знаю sk, я могу дешифровать:
Dec(sk, Enc(pk, search(«query»))) -> search(«query») и узнать результаты поиска.
Не хочу вас расстраивать, но результаты невозможно получить арифмитическим преобразованием запроса. Результаты надо прочитать из БД данных, возможно вы даже можете получить индекс или хеш запроса, по которому гугл вычитает их с диска. Тут-то гугл и узнает ваш запрос или хеш, но это уже не важно.
Да, не в один тык, разумеется, гомоморфное шифрование изменит то, как работает гугл, тем более что размеры его баз данных огромны, а алгоритмы очень трудоемки.
Но самый простой метод делать поиск с ГШ это написать функцию поиска, которая будет просматривать всю базу данных. Это можно сделать арифметическим преобразованием: это можно сделать с помощью NAND операций (что и делают транзисторы в любом компьютере), а NAND(x,y) = 1-xy. Но, естественно, просматривать всю базу данных никто не будет для одного запроса, для этого потребуются оптимизации: может быть агрегация запросов многих пользователей, методами Oblivious RAM или Multi-Party-Computations. Но пока это от нас далеко. Поиск по какой-нибудь небольшой базе, например, сотрудников компании, вполне осуществим простым методом просмотра всей базы.
Но самый простой метод делать поиск с ГШ это написать функцию поиска, которая будет просматривать всю базу данных. Это можно сделать арифметическим преобразованием: это можно сделать с помощью NAND операций (что и делают транзисторы в любом компьютере), а NAND(x,y) = 1-xy. Но, естественно, просматривать всю базу данных никто не будет для одного запроса, для этого потребуются оптимизации: может быть агрегация запросов многих пользователей, методами Oblivious RAM или Multi-Party-Computations. Но пока это от нас далеко. Поиск по какой-нибудь небольшой базе, например, сотрудников компании, вполне осуществим простым методом просмотра всей базы.
Нет-нет. Алгоритм ищет слово «спам», но он не получает ответ в чистом виде — только вы можете расшифровать ответ алгоритма. Т.е. вам придут все ваши письма, после фильтра на спам, вы их дешифруете и узнаете (на стороне клиента), какие письма были помечены как спам, а какие нет. И ваш почтовый клиент может их уже локально отсортировать. Бонус в том, что вам не надо будет исполнять потенциально сложный алгоритм проверки на спам самому.
Кстати, упомянутый в топике Dan Boneh ведет на Coursera очень неплохие курсы по криптографии.
Да, это очень интересный курс и Dan Boneh очень увлекательный лектор, вот видеолекции с этого курса:
class.coursera.org/crypto-preview/lecture
class.coursera.org/crypto-preview/lecture
Тут надо бы уточнить, что ценность работы Craig Gentry в именно в том, что он придумал Fully Homomorphic схему, то есть такую, в которой есть гомоморфизм относительно сложения и умножения.
А так легко заметить, что даже textbook RSA является гомоморфной относительно умножения:
(m_1)^e * (m_2)^e = (m_1*m_2)^e (mod N)
А так легко заметить, что даже textbook RSA является гомоморфной относительно умножения:
(m_1)^e * (m_2)^e = (m_1*m_2)^e (mod N)
Тоже самое, что и в комментарии habrahabr.ru/post/255205/#comment_8368569, не обращайте внимания
Вообще, смысл конфиденциальных вычислений состоит в том чтобы несколько агентов смогли вычислить какие-то функции (чаще всего агрегаты) не раскрывая данных друг другу. Данная схема для этого не годится. Т.к. в ней все знают ключ шифрования, а значит могут в любой момент узнать и исходные данные.
Автор, напиши про что-то, что действительно будет работать. А пока это будем считать за введение в тему.
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Гомоморфное шифрование