Efficient Secure Two-Party Protocols: Techniques and Constructions

نویسندگان مطالعه جامعی از پروتکل‌ها و تکنیک‌های کارآمد برای محاسبات دو طرفه ایمن ارائه می‌کنند - هر دو ساختار کلی که می‌توانند برای محاسبه ایمن هر عملکردی استفاده شوند و پروتکل‌هایی برای مشکلات خاص مورد علاقه. این کتاب بر تکنیک‌هایی برای ساخت پروتکل‌های کارآمد و اثبات امنیت آنها تمرکز دارد. علاوه بر این، نویسندگان پارادایم‌های تعریفی مختلف را مطالعه می‌کنند و کارایی پروتکل‌های به‌دست‌آمده در این تعاریف مختلف را مقایسه می‌کنند.

این کتاب با مقدمه‌ای کلی برای محاسبات امن آغاز می‌شود و سپس تعاریفی از امنیت را برای تعدادی از دشمنان مختلف ارائه می‌کند. مدل ها و پارادایم های تعریفی در بخش دوم، این کتاب نشان می‌دهد که چگونه می‌توان هر عملکردی را در حضور دشمنان نیمه صادق، بدخواه و پنهان، به طور ایمن به روشی کارآمد محاسبه کرد. این ساختارهای کلی مبنایی برای درک امکان‌سنجی محاسبات امن فراهم می‌کنند و مقدمه خوبی برای طراحی پارادایم‌ها و تکنیک‌های اثبات برای پروتکل‌های کارآمد هستند. در بخش پایانی، کتاب سازه های خاصی از اهمیت را ارائه می کند. نویسندگان با مطالعه عمیق پروتکل‌های سیگما و دانش صفر، با تمرکز بر محاسبات ایمن، شروع می‌کنند و سپس مطالعه جامعی از تابع اصلی انتقال فراموشی ارائه می‌کنند. با شروع از پروتکل‌هایی که فقط به حفظ حریم خصوصی دست می‌یابند، ساختارهای بسیار کارآمدی را نشان می‌دهند که امنیت را در حضور دشمنان مخرب برای اجراهای تکی و چندگانه به دست می‌آورند. سپس ارزیابی تابع شبه تصادفی غافل به عنوان یک کاربرد فوری انتقال غافل ارائه می شود. در نهایت، این کتاب با دو مثال از مشکلات پروتکل سطح بالا که نشان می‌دهد چگونه ویژگی‌های خاص یک مسئله را می‌توان برای دستیابی به کارایی بالا مورد سوء استفاده قرار داد، به پایان می‌رسد: محاسبه ایمن عنصر رتبه‌بندی شده kth، و پایگاه داده ایمن و جستجوی متنی.

این کتاب برای دست اندرکاران و محققان در زمینه پروتکل های ایمن، به ویژه کسانی که بر کارایی تمرکز دارند، و برای محققان در زمینه داده کاوی حفظ حریم خصوصی ضروری است. این کتاب همچنین می تواند به عنوان یک کتاب درسی برای دوره پیشرفته پروتکل های امن استفاده شود.

The authors present a comprehensive study of efficient protocols and techniques for secure two-party computation – both general constructions that can be used to securely compute any functionality, and protocols for specific problems of interest. The book focuses on techniques for constructing efficient protocols and proving them secure. In addition, the authors study different definitional paradigms and compare the efficiency of protocols achieved under these different definitions.

The book opens with a general introduction to secure computation and then presents definitions of security for a number of different adversary models and definitional paradigms. In the second part, the book shows how any functionality can be securely computed in an efficient way in the presence of semi-honest, malicious and covert adversaries. These general constructions provide a basis for understanding the feasibility of secure computation, and they are a good introduction to design paradigms and proof techniques for efficient protocols. In the final part, the book presents specific constructions of importance. The authors begin with an in-depth study of sigma protocols and zero knowledge, focusing on secure computation, and they then provide a comprehensive study of the fundamental oblivious transfer function. Starting from protocols that achieve privacy only, they show highly efficient constructions that achieve security in the presence of malicious adversaries for both a single and multiple batch executions. Oblivious pseudorandom function evaluation is then presented as an immediate application of oblivious transfer. Finally, the book concludes with two examples of high-level protocol problems that demonstrate how specific properties of a problem can be exploited to gain high efficiency: securely computing the kth-ranked element, and secure database and text search.

This book is essential for practitioners and researchers in the field of secure protocols, particularly those with a focus on efficiency, and for researchers in the area of privacy-preserving data mining. This book can also be used as a textbook for an advanced course on secure protocols.