We introduce the notion of a conditional encryption scheme as an extension of public key encryption. In addition to the standard public key algorithms ($\mathsf{KG}$, $\mathsf{Enc}$, $\mathsf{Dec}$) for key generation, encryption and decryption, a conditional encryption scheme for a binary predicate $P$ adds a new conditional encryption algorithm $\mathsf{CEnc}$. The conditional encryption algorithm $c=\mathsf{CEnc}_{pk}(c_1,m_2,m_3)$ takes as input the public encryption key $pk$, a ciphertext $c_1 = \mathsf{Enc}_{pk}(m_1)$ for an unknown message $m_1$, a control message $m_2$ and a payload message $m_3$ and outputs a conditional ciphertext $c$. Intuitively, if $P(m_1,m_2)=1$ then the conditional ciphertext $c$ should decrypt to the payload message $m_3$. On the other hand if $P(m_1,m_2) = 0$ then the ciphertext should not leak any information about the control message $m_2$ or the payload message $m_3$ even if the attacker already has the secret decryption key $sk$. We formalize the notion of conditional encryption secrecy and provide concretely efficient constructions for a set of predicates relevant to password typo correction. Our practical constructions utilize the Paillier partially homomorphic encryption scheme as well as Shamir Secret Sharing. We prove that our constructions are secure and demonstrate how to use conditional encryption to improve the security of personalized password typo correction systems such as TypTop. We implement a C++ library for our practically efficient conditional encryption schemes and evaluate the performance empirically. We also update the implementation of TypTop to utilize conditional encryption for enhanced security guarantees and evaluate the performance of the updated implementation.


翻译:我们引入条件加密方案的概念,作为公钥加密的扩展。除了用于密钥生成、加密和解密的标准公钥算法($\mathsf{KG}$、$\mathsf{Enc}$、$\mathsf{Dec}$)外,针对二元谓词$P$的条件加密方案新增了一个条件加密算法$\mathsf{CEnc}$。条件加密算法$c=\mathsf{CEnc}_{pk}(c_1,m_2,m_3)$以公钥$pk$、未知消息$m_1$的密文$c_1 = \mathsf{Enc}_{pk}(m_1)$、控制消息$m_2$和有效载荷消息$m_3$为输入,输出条件密文$c$。直观上,若$P(m_1,m_2)=1$,则条件密文$c$应解密得到有效载荷消息$m_3$;反之,若$P(m_1,m_2)=0$,即使攻击者已拥有秘密解密密钥$sk$,该密文也不应泄露关于控制消息$m_2$或有效载荷消息$m_3$的任何信息。我们形式化定义了条件加密保密性概念,并为与密码拼写错误纠正相关的一组谓词提供了具体高效的构造方案。我们的实用构造利用了Paillier部分同态加密方案以及Shamir秘密共享机制。我们证明了构造的安全性,并展示了如何利用条件加密改进TypTop等个性化密码拼写错误纠正系统的安全性。我们为实用高效的条件加密方案实现了C++库,并通过实验评估了性能。我们还更新了TypTop的实现以利用条件加密增强安全保证,并评估了更新后实现的性能。

0
下载
关闭预览

相关内容

《软件定义网络元素与机器代码的形式化验证》
专知会员服务
14+阅读 · 2025年11月18日
ChatGPT在网络安全领域的应用、现状与趋势
专知会员服务
73+阅读 · 2023年7月16日
《美国应对勒索软件的政策调查与分析》
专知会员服务
18+阅读 · 2023年3月23日
综述:军事应用中使用的一些重要算法
专知
13+阅读 · 2022年7月3日
开源OCR文本检测器,基于TextBoxes++和RetinaNet
专知
11+阅读 · 2019年11月15日
区块链隐私保护研究综述——祝烈煌详解
计算机研究与发展
23+阅读 · 2018年11月28日
【干货】深入理解自编码器(附代码实现)
文本识别 OCR 浅析:特征篇
开源中国
16+阅读 · 2018年1月6日
关系推理:基于表示学习和语义要素
计算机研究与发展
19+阅读 · 2017年8月22日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 6月5日
VIP会员
最新内容
综述 | 世界动作模型:少做梦,多行动
专知会员服务
4+阅读 · 6月23日
美以伊冲突:无人机与人工智能的运用
专知会员服务
7+阅读 · 6月23日
《特种部队在透明战场中的生存力》最新报告
专知会员服务
4+阅读 · 6月23日
综述 | 3D场景图:开放挑战与未来方向
专知会员服务
8+阅读 · 6月22日
21世纪的无人机战争
专知会员服务
4+阅读 · 6月22日
《量子技术的军事任务技术适配与利用》
专知会员服务
5+阅读 · 6月22日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员