Compensações de privacidade e correção para criptografia homomórfica quântica teoricamente segura de informações

Compensações de privacidade e correção para criptografia homomórfica quântica teoricamente segura de informações

Carimbo de data / hora: 13 de abril de 2023 7h21
Nó Fonte: 2584725

Yanglin Hu1, Yingkai Ouyang1 e Marco Tomamichel1,2

1Centro de Tecnologias Quânticas, Universidade Nacional de Cingapura, Cingapura
2Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação, Universidade Nacional de Cingapura

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Sumário

A criptografia homomórfica quântica, que permite a computação por um servidor diretamente em dados criptografados, é um primitivo fundamental a partir do qual protocolos de criptografia quântica mais complexos podem ser construídos. Para que tais construções sejam possíveis, a criptografia homomórfica quântica deve satisfazer duas propriedades de privacidade: privacidade de dados, que garante que os dados de entrada sejam privados do servidor, e privacidade do circuito, que garante que o texto cifrado após a computação não revele nenhuma informação adicional sobre o circuito usado para realizá-lo, além da saída da própria computação. Embora a privacidade do circuito seja bem estudada na criptografia clássica e muitos esquemas de criptografia homomórfica possam ser equipados com ela, seu análogo quântico recebeu pouca atenção. Aqui estabelecemos uma definição de privacidade de circuito para criptografia homomórfica quântica com segurança da teoria da informação. Além disso, reduzimos a transferência inconsciente quântica para criptografia homomórfica quântica. Ao usar essa redução, nosso trabalho revela trade-offs fundamentais entre privacidade de circuito, privacidade de dados e correção para uma ampla família de protocolos de criptografia homomórfica quântica, incluindo esquemas que permitem apenas a computação de circuitos de Clifford.

Imagem em destaque: Criptografia homomórfica quântica, o canivete suíço da criptografia quântica, pode construir transferência inconsciente quântica.

[Conteúdo incorporado]

Resumo popular

Imagine ir a uma empresa de contabilidade para consultar seu contador sobre seu imposto. Você não deseja que seu contador conheça seus dados privados, como sua renda e impostos. Pelo contrário, seu contador não quer que você aprenda como ele calcula seu imposto. Caso contrário, você mesmo fará isso da próxima vez e ela perderá o emprego. É possível que ambos estejam satisfeitos?
Se um de vocês não puder resolver um problema complicado específico, então sim, e você pode usar a criptografia homomórfica clássica. No entanto, podemos nos livrar da suposição questionável? A esperança é trazer a mecânica quântica para a criptografia homomórfica quântica, que geralmente melhora a segurança.
Em nosso artigo, respondemos à pergunta com um não. Um de vocês e seu contador não podem estar satisfeitos. Existe uma troca entre as informações que você vaza e as informações que seu contador vaza.

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