#IND-CPA-D

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👥 作者: Zeyu Liu 0004, Yunhao Wang 0002, Ben Fisch

全同态加密(FHE)是许多实际应用中的强大原语。最近,Li和Micciancio在Eurocrypt'21上提出了IND-CPA-D安全模型,该模型通过允许攻击者访问针对诚实生成密文的解密预言机来加强标准IND-CPA安全。Jung等人(CCS'24)和Checri等人(Crypto'24)已表明,即使是精确FHE方案(如FHEW/TFHE/BGV/BFV),由于自举失败的存在,也可能不满足IND-CPA-D安全;但此类攻击可以通过设置可忽略的自举失败概率来缓解。另一方面,Liu和Wang(Asiacrypt'24)提出了松弛功能自举(Relaxed Functional Bootstrapping),该技术实现了数量级的性能提升,并允许在自举过程中进行免费函数求值。这些效率优势使其成为许多应用中的竞争性选择。然而,本文证明了攻击者能够在10分钟内恢复所有现有松弛功能自举构造的底层密钥,对于某些构造甚至不到1分钟。该攻击即使在自举失败概率可忽略的情况下仍然有效。此外,作者提出了一种通用修复方法,能够缓解IND-CPA-D模型中所有基于模切换错误的现有攻击。该修复通过构造一种基本上无开销的新模切换过程实现。最后,作者指出IND-CPA-D即使在被动攻击者模型下可能也不够充分,因此将该模型扩展为带随机性的IND-CPA-D(IND-CPA-DR)。实验表明攻击高效且修复有效,为FHE系统在更强安全模型下的实际部署提供了指导。

💡 推荐理由: 揭示了松弛功能自举的重大安全漏洞,能在几分钟内恢复密钥,威胁使用该技术的FHE应用。提出的通用修复和更强安全模型将影响FHE方案设计与评估。

🎯 建议动作: 研究跟进

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