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Multiparty Homomorphic Encryption from Ring-Learning-with-Errors

Résumé

We propose and evaluate a secure-multiparty-computation (MPC) solution in the semi-honest model with dishonest majority that is based on multiparty homomorphic encryption (MHE). To support our solution, we introduce a multiparty version of the Brakerski-Fan-Vercauteren homomorphic cryptosystem and implement it in an open-source library. MHE-based MPC solutions have several advantages: Their transcript is public, their offline phase is compact, and their circuit-evaluation procedure is non-interactive. By exploiting these properties, the communication complexity of MPC tasks is reduced from quadratic to linear in the number of parties, thus enabling secure computation among potentially thousands of parties and in a broad variety of computing paradigms, from the traditional peer-to-peer setting to cloud-outsourcing and smart-contract technologies. MHE-based approaches can also outperform the state-of-the-art solutions, even for a small number of parties. We demonstrate this for three circuits: private input selection with application to private-information retrieval, component-wise vector multiplication with application to private-set intersection, and Beaver multiplication triples generation. For the first circuit, privately selecting one input among eight thousand parties' (of 32 KB each) requires only 1.31 MB of communication per party and completes in 61.7 seconds. For the second circuit with eight parties, our approach is 8.6 times faster and requires 39.3 times less communication than the current methods. For the third circuit and ten parties, our approach generates 20 times more triples per second while requiring 136 times less communication per-triple than an approach based on oblivious transfer. We implemented our scheme in the Lattigo library and open-sourced the code at https://github.com/ldsec/lattigo.

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Open source
Open source is source code that is made freely available for possible modification and redistribution. Products include permission to use the source code, design documents, or content of the product. The open-source model is a decentralized software development model that encourages open collaboration. A main principle of open-source software development is peer production, with products such as source code, blueprints, and documentation freely available to the public.
Matériel libre
vignette|Zynthian, un projet de synthétiseur musical libre Le matériel libre, matériel ouvert ou matériel open source désigne, par analogie avec le logiciel libre et le logiciel open source, les technologies des matériels et produits physiques développés selon les principes des ressources libres de droits ou sous licence libre. . Chris Anderson, rédacteur en chef de Wired et auteur de la longue traîne, affirme que et évoque la voiture libre Rally Fighter, une des premières voitures de course open source (ses spécifications sont « libres »), développée de façon communautaire, par production participative.
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