课6-匿踪查询和隐语PIR的介绍及开发实践

简介: 隐匿查询(PIR)允许用户从服务器检索数据而不暴露查询内容。类型包括单服务器与多服务器方案,以及Index PIR和Keyword PIR。隐语支持SealPIR用于单服务器Index PIR,压缩查询并支持多维和多查询处理。另外,它采用Labeled PSI实现单服务器Keyword PIR,优化了计算和通信效率,基于微软代码并扩展了功能,如OPRF、特定ECC曲线支持和预处理结果保存。隐语提供的PIR相关API包括`spu.pir_setup`和`spu.pir_query`。

隐匿查询(Private Information Retrieval PIR)

定义

用户查询服务端数据库中的数据, 但服务端不知道用户查询的是哪些数据

分类

按服务器数量分类:

Ø 单服务器方案(Single Server)
Ø 多服务器方案(Multi-Server)

按查询类型分类:

Ø Index PIR
Ø Keyword PIR

隐语目前支持的PIR方式

Single Server Index PIR : SealPIR

• 多个数据pack到一个HE Plaintext 查询的db_index转换为plaintext_index 
• 查询向量压缩到一个密文 显著减少通信量,server端可通过计算expand得到查询密文向量 
• 支持多维查询 2维查询将数据转换为 根号n*根号n 的矩阵,减少expand计算量
• 支持多个查询 使用cuckoo hash支持同时进行多个查询

Single Server Keyword PIR:Labeled PSI

 基本原理  
    核心思想:点值表示得到插值多项式系数表示
 性能优化
    • 减少乘法次数和计算量
    • 使用extremal postage stamp bases减少通信量
    • Paterson-Stockmeyer算法,减少密文乘法
 隐语label PSI的主要工作
    • 以微软的开源代码功能为核心
    • OPRF采用隐语的实现 
    • 支持的ecc曲线包括:FourQ、Secp256k1、SM2 
    • Label的自动填充 
    • 增加了服务的预处理结果保存功能
    • 可以支持离线和查询(多次)两个阶段

隐语代码功能

spu.pir_setup

image.png

spu.pir_query

image.png

result

image.png

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