Compromis de confidentialité et d'exactitude pour le cryptage homomorphe quantique théoriquement sécurisé de l'information

Compromis de confidentialité et d'exactitude pour le cryptage homomorphe quantique théoriquement sécurisé de l'information

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Yanglin Hu1, Yingkai Ouyang1et une Marco Tomamichel1,2

1Centre des technologies quantiques, Université nationale de Singapour, Singapour
2Département de génie électrique et informatique, Université nationale de Singapour

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Abstract

Le chiffrement homomorphe quantique, qui permet le calcul par un serveur directement sur des données chiffrées, est une primitive fondamentale à partir de laquelle des protocoles de cryptographie quantique plus complexes peuvent être construits. Pour que de telles constructions soient possibles, le chiffrement homomorphe quantique doit satisfaire deux propriétés de confidentialité : la confidentialité des données qui garantit que les données d'entrée sont privées du serveur, et la confidentialité du circuit qui garantit que le texte chiffré après le calcul ne révèle aucune information supplémentaire sur le circuit. utilisé pour l'exécuter, au-delà de la sortie du calcul lui-même. Alors que la confidentialité des circuits est bien étudiée dans la cryptographie classique et que de nombreux schémas de chiffrement homomorphes peuvent en être équipés, son analogue quantique a reçu peu d'attention. Ici, nous établissons une définition de la confidentialité des circuits pour le chiffrement homomorphe quantique avec une sécurité théorique de l'information. De plus, nous réduisons le transfert inconscient quantique au chiffrement homomorphe quantique. En utilisant cette réduction, notre travail dévoile les compromis fondamentaux entre la confidentialité des circuits, la confidentialité des données et l'exactitude pour une large famille de protocoles de chiffrement homomorphe quantique, y compris les schémas qui permettent uniquement le calcul des circuits de Clifford.

Image en vedette : Le chiffrement homomorphe quantique, le couteau suisse de la cryptographie quantique, peut construire un transfert quantique inconscient.

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Résumé populaire

Imaginez que vous vous rendiez dans un cabinet comptable pour consulter votre comptable au sujet de votre impôt. Vous ne voulez pas que votre comptable connaisse vos données privées, telles que vos revenus et vos impôts. Au contraire, votre comptable ne veut pas que vous sachiez comment il calcule votre impôt. Sinon, vous le ferez vous-même la prochaine fois et elle perdra son travail. Est-il possible que vous soyez tous les deux satisfaits ?
Si l'un de vous ne peut pas résoudre un problème compliqué spécifique, alors oui, et vous pouvez utiliser le cryptage homomorphe classique. Cependant, pouvons-nous nous débarrasser de l'hypothèse douteuse? L'espoir est d'apporter la mécanique quantique au chiffrement homomorphe quantique, ce qui améliore généralement la sécurité.
Dans notre article, nous répondons à la question par un non. L'un de vous et votre comptable ne peuvent pas être satisfaits. Il y a un compromis entre les informations que vous divulguez et les informations que votre comptable divulgue.

► Données BibTeX

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