环LWE上高效的多密钥全同态加密方案

作     者：车小亮 周昊楠 杨晓元 周潭平 刘龙飞 李宁波 CHE Xiaoliang;ZHOU Haonan;YANG Xiaoyuan;ZHOU Tanping;LIU Longfei;LI Ningbo

作者机构：武警工程大学密码工程学院陕西西安710086 网络和信息安全武警部队重点实验室陕西西安710086 

出 版 物：《西安电子科技大学学报》 (Journal of Xidian University)

年 卷 期：2021年第48卷第1期

页      面：87-95页

核心收录：

学科分类：0839[工学-网络空间安全] 08[工学] 081201[工学-计算机系统结构] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家重点研发计划(2017YFB0802000) 国家自然科学基金(U1636114) 国家密码发展基金(MMJJ20170112) 陕西省自然科学基金(2020JQ-492) 

主　　题：多密钥全同态加密 密文扩展算法 计算密钥 密钥交换 混合同态乘法 

摘      要：基于RLWE问题的BGV型多密钥全同态加密方案具有较大的密文量和密钥量,且生成计算密钥的过程复杂,致使同态运算效率较低。针对该问题,提出了一种密钥量小、计算密钥生成效率高的BGV型多密钥全同态加密方案。首先,通过改进密文的扩展形式,优化了计算密钥的生成算法,提高了计算密钥的生成效率;其次,利用低位比特丢弃技术,减小了计算密钥生成算法中的计算冗余,降低了计算开销;最后,根据优化的算法,结合模交换技术和密钥交换技术,构造了一种高效的层级BGV型多密钥全同态加密方案。相比于现有的层级BGV型多密钥全同态加密方案,新方案在满足IND-CPA安全的条件下,简化了计算密钥生成过程,降低了存储和计算开销,且同态运算过程中产生的噪声值较小,运算效率较高。