因此，RSA 加密表现出了相乘同态的属性，进而认识到: 有了同态加密，即可以在加密数据上进行计算的能力，对数据的访问可以与对数据的处理分离开来，使计算可以在加密数据上进行，而不需要使用密钥解密。...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。...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。...全同态加密的典型应用场景 随着全同态加密的硬件加速器出现，一些基于全同态加密的可能应用领域包括: 6.1 在整个生命周期内保护数据不被破坏/修改 加密数据上的隐私保护计算保证了数据及其派生计算结果在基础设施受到破坏的情况下不受修改和...与数据库、云计算、 PKI 和人工智能的影响相似，全同态加密将引发机密/隐私信息保护、处理和共享方式的巨大变化，并将从根本上改变基础计算的进程。
最近领导安排研究下大数据的安全，计算机安全是个系统工程，分很多层面： 1）硬件安全 2）应用软件安全 3）操作系统安全 4）数据库系统安全 5）网络安全技术 涉及到具体的技术又有： 1）密码技术 2）计算机病毒...数据安全有一个很有意思的加密方法，这种方法叫同态同态加密。...假设 f 是个很复杂的操作，有了同态加密，我们就可以把加密得到的 e 交给第三方，第三方进行操作 F，我们拿回 F(e) 后，一解密，就得到了 f(m)。...如果一种加密算法，对于乘法和加法都能找到对应的操作，就称其为全同态加密算法。目前还没有真正可用的全同态加密算法，虽然 Craig Gentry 已经前进了一大步。...当前同态加密最主要的问题是不太成熟，效率损失太大（损失10倍以上），未来成熟的话，应用前景很大。
### 一、 概览：同态加密的概念 同态加密（Homomorphic Encryption）是很久以前密码学界就提出来的一个Open Problem。...对加密结果做任何操作，都将会导致错误的解密，甚至解密失败。 同态加密方案最有趣的地方在于，其关注的是数据处理安全。同态加密提供了一种对加密数据进行处理的功能。...这几年不是提了个云计算的概念嘛。同态加密几乎就是为云计算而量身打造的！我们考虑下面的情景：一个用户想要处理一个数据，但是他的计算机计算能力较弱。...这个用户可以使用云计算的概念，让云来帮助他进行处理而得到结果。但是如果直接将数据交给云，无法保证安全性啊！于是，他可以使用同态加密，然后让云来对加密数据进行直接处理，并将处理结果返回给他。...我们在云计算应用场景下面进行介绍： Alice通过Cloud，以Homomorphic Encryption（以下简称HE）处理数据的整个处理过程大致是这样的： Alice对数据进行加密。
同态加密一直是学术研究的重点，甚至已经有了40多年的历史。近来，作为“隐私增强技术（PET）” ，同态加密引发越来越多的关注。...误解1：同态加密还没有准备好用于商业用途 在同态加密第一次被理论化时，它还缺乏实用性。...即使在密文中执行最基本的操作（像1+1这样简单的操作），也需要几天的时间和大量的计算能力，这对于任何广泛的应用来说都是不合理的。...误解4：同态加密库=同态加密解决方案 同态加密库和HE-powered解决方案之间有着显著的区别。可以这样想：同态加密解决方案就是房子；同态加密库就是原始木材。...Gartner预测，到2025年，超过一半的组织将使用隐私增强计算来处理不可信环境中的数据。同态加密也将证明其足以令人信服，并且经得起怀疑。
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。...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”。...1、经典应用场景——云计算 在云计算或外包计算中，用户为了节约自身的软硬件成本，可将计算和存储需求外包给云服务提供商，利用云服务提供商强大的算力资源实现数据的托管存储和处理。...同态加密的出现为这一场景的实现提供了可能性。 在传统的云存储与计算解决方案中，用户需要信任云服务提供商不会窃取甚至泄露用户数据，而基于同态加密的云计算模型可在根本上解决这一矛盾。...首先，用户使用同态加密算法和加密密钥对数据进行加密，并将密文发送给云服务器；云服务器在无法获知数据明文的情况下按照用户给定的程序对密文进行计算，并将密文计算结果返回给用户；用户使用同态加密算法和解密密钥对密文计算结果进行解密
在联邦学习中所使用的多种隐私计算技术中，同态加密的功能和实用性举足轻重。...根据密文可执行运算的范围，同态加密算法被划分为全同态加密、部分同态加密、近似同态加密等。一般来说，对同态运算没有限制的加密算法被称为全同态加密，而仅支持单一同态运算的加密算法被称为部分同态加密。...诚然，全同态加密是一种非常理想、需求巨大的算法，然而，目前主流的全同态加密算法，运算复杂度都相当之高，计算时间之漫长，使其几乎无法在生产行业中实现落地。因此，部分同态加密成为了更加现实的解决方案。...尽管相对于全同态加密，Paillier 加密的计算效率已经较为可观，但是，相比较于高效的明文处理，Paillier 加密系统还是不可避免地引入了大量计算开销。...如图二所示，该系统被设想为部署在云服务器端，这些服务器属于联邦学习的参与方。
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。...密文数据到聚合器(aggregator)节点进行多方计算时需要先解密，计算完成后再加密传输出去，实现了数据传输的安全，但是不能保证计算的安全，因此需要引入同态加密。...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” 。
而在这些概念背后，少不了一项技术的影子——「同态加密」。本文介绍了使用 Julia 语言进行基于同态加密数据机器学习的全过程，对于入门者具有极大的参考价值。...最近，密码学方面取得的突破可以在无需进行解密的情况下，直接计算加密数据。在我们的例子中，用户可以将加密数据（例如图像）传递给云 API，以此运行机器学习模型，并返回加密的答案。...整个过程中都没有解密用户数据，尤其是云服务商既不能访问原始图像，也不能解码计算得到的预测值。这是怎么做到的呢？...同态加密（Homomorphic Encryption，HE）的一般解释 一般而言，对加密数据进行计算的能力被称为「安全计算」，这是一个相当大的研究领域，针对大量不同的场景要用不同的密码学方法和技术解决问题...在过去的一年中，同态加密系统的性能才达到能以实际可用的速度评估有趣计算的程度。一扇崭新的大门就此打开。随着算法、软件和硬件的进步，同态加密必然会成为保护数百万用户隐私的主流技术。
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。...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。...今年的腾讯Angel PowerFL联队汇聚了来自腾讯大数据、腾讯安全、腾讯计费、腾讯云、腾讯广告AI、华中科技大学的密码学、隐私计算、大数据和机器学习领域的技术专家。...，已发表近10篇隐私计算研究论文，提交了60多件隐私计算技术发明专利申请，有多个商用隐私计算和联邦学习的平台产品目前已经通过腾讯云对外开放。
背景介绍 在人工智能、大数据和云计算等信息产业蓬勃发展的同时，数据安全和敏感数据（包括个人隐私）泄露问题日益严峻。...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。...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。 ?...技术解读 同态加密是Duality公司SecurePlus™产品的核心技术。同态加密是密码学界近年来的一个研究热点，主要应用在不可信的云环境中。其加密函数具有以下性质， ? 该性质称为同态性。...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。
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...常见的、得到更多关注的同态运算是四则运算： 2.1.1 对加法同态：(加法与减法在现有算法的数学结构中是同类型的运算) image.png 2.1.2 对乘法同态 image.png 腾讯云区块链同态加密同时支持了...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
提到“保护用户查询隐私”，会有人想到可搜索加密技术，但可搜索加密技术并不能替代PIR技术。 先来简单了解可搜索加密技术。顾名思义，可搜索加密就是在加密的情况下实现搜索功能，常用于云计算当中。...即可搜索加密技术仅能阻止云服务器获得用户查询隐私，不能阻止数据拥有者获得用户查询隐私（这很正常，云计算环境下，云服务器中一段密文数据的拥有者和检索者，可能是同一用户）。...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...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。
随着机器学习的研究发展的不断进步和相关应用的不断普及，为了减轻精细化模型所带来的的训练及推理的计算压力，现在的主流做法是将机器学习服务部署在公有云上，由计算能力巨大的云服务端提供机器学习的训练和推理服务...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）。...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。...例如，通过对输入数据进行同态加密，用户可以直接将这些加密数据发送给服务器，在服务器上执行安全聚合计算以获得有意义的统计结果。该加密统计结果可以返回给用户端添加噪声，实现差分隐私极致。...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。
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...： 密文与密文相减： 密文与明文相减： ” 2.1.2 对乘法同态 “ 密文与明文相乘： 密文与密文相乘： ” 腾讯云区块链同态加密同时支持了Paillier...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...在广告投放的场景中，也可以用部署了可信计算的腾讯云区块链来安全地联合提取隐私数据中的可公开信息。广告归因是一个典型的涉及多方数据共享的场景。
应对方法与技术 3.1 零知识证明（Zero-Knowledge Proofs） 3.2 同态加密（Homomorphic Encryption） 4....隐私保护策略 2.1 数据加密 数据加密是保护云计算中数据安全的重要手段。用户可以在上传数据之前对其进行加密，确保数据在存储和传输过程中都是加密的状态。...3.2 同态加密（Homomorphic Encryption） 同态加密允许在加密状态下对数据进行计算，而不需要解密数据。...这意味着云服务提供商可以在加密的数据上进行计算，然后将结果返回给用户，从而保护数据隐私。 4. 总结 云计算的快速发展为数据存储和处理带来了极大的便利，但同时也带来了数据安全和隐私保护的挑战。...通过数据加密、访问控制、身份验证、零知识证明和同态加密等方法，可以有效地保护云计算中的数据安全与隐私。
二、全同态加密 同态加密是一种创新性的加密技术，它提供了一种独特的能力，即在数据加密的状态下进行计算，这种能力对于保护数据隐私的同时允许数据处理至关重要。...同态加密的应用范围极为广泛，尤其在云计算和隐私保护的数据处理领域具有巨大的潜力，因为用户可以在不信任服务提供商的情况下，利用云计算资源进行数据处理。...同态加密可以分为部分同态加密和层次同态加密，它们分别支持对加密数据进行单一类型的无限次操作（如仅加法或仅乘法）或有限次数的加法和乘法操作。...然而，这些形式的同态加密在实际应用中存在一定的限制，因为它们不支持任意复杂的计算。...Zama的产品和服务主要聚焦于提供全同态加密解决方案/这些解决方案在区块链、云计算、数据分析等领域具有广泛的应用潜力。
什么是同态加密？...对加密结果做任何操作，都将会导致错误的解密，甚至解密失败。 同态加密方案最有趣的地方在于，其关注的是数据处理安全。同态加密提供了一种对加密数据进行处理的功能。...这里面的对应关系是：盒子：加密算法盒子上的锁：用户密钥将金块放在盒子里面并且用锁锁上：将数据用同态加密方案进行加密加工：应用同态特性，在无法取得数据的条件下直接对加密结果进行处理开锁：对结果进行解密，直接得到处理后的结果同态加密哪里能用...这几年不是提了个云计算的概念嘛。同态加密几乎就是为云计算而量身打造的！我们考虑下面的情景：一个用户想要处理一个数据，但是他的计算机计算能力较弱。...这个用户可以使用云计算的概念，让云来帮助他进行处理而得到结果。但是如果直接将数据交给云，无法保证安全性啊！于是，他可以使用同态加密，然后让云来对加密数据进行直接处理，并将处理结果返回给他。
一、研究背景 云计算技术有着低成本、便捷等优势，近年来得到广泛应用。越来越多的企业机构和个人用户选择将自己的本地数据上传到云服务器上，享受云服务器带来的便利，减轻本地存储管理和维护负担。...越来越多的用户采取云存储服务，例如百度云，因为这些云服务商有着用户所没有的巨大的存储资源和计算能力。但是数据的外包带来一系列的安全问题：数据的完整性和正确性无法得到保证。...在云数据完整性审计中，用户所计算的认证器具有同态的性质，也就是说，多个数据块可以聚合成一个数据块，多个认证器也可以聚合成一个认证器。...图1：云存储完整性审计流程 用户首先生成加密文件和认证器发送给云服务器。注：这个认证器需要具有同态可聚合的性质。用户将加密的文件和认证器上传给云服务器。...PoR可以保证云数据的拥有性和可提取性。在PDP和PoR中，为了验证数据的完整性，用户需要计算认证器。这些认证器是由同态签名（例如BLS短签名[13]）得到的。
于是，Facebook近日决定开始招人，开发「更」安全的同态加密技术。 近些年，即时聊天工具或智能手机个人数据的加密解密一直是个有争议性的话题。...因此，为了给定位广告铺平道路，Facebook开始着手研究「同态加密」（Homomorphic Encryption）。 经过同态加密的数据允许第三方直接在加密的数据上进行计算。...输出的结果与在未加密数据上计算的结果相同。 由于加密在整个过程中保留了计算的有效性，所以称为「同态」。 因此，同态加密在保持隐私性的同时仍然能够有机会利用用户的数据。...同态加密的构想可以追溯到1978年，但直到2009年之后才成为现实。 IBM研究员Craig Gentry发表了一篇论文，表明理论上在不解密的情况下对数据进行计算是可行的。...然而，要想利用同态加密，Facebook可能还需要花几年时间来研究。 从积极的方面来说，同态加密技术其实不仅能用于保护通信消息，还能用于处理医疗保健数据。
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