Transciphering: Cifras de bloco compatíveis com criptografia completamente homomórfica

• Processo: 25/03888-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2027
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Ciência da Computação - Teoria da Computação
• Pesquisador responsável: Hilder Vitor Lima Pereira
• Beneficiário: Ricardo Augusto Silva Bonfim
• Instituição Sede: Instituto de Computação (IC). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 23/12755-8 - Criptografia homomórfica e computação sobre dados cifrados, AP.JP
• Assunto(s): Criptologia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: cifras de bloco | Criptografia | criptografia homomórfica | Transciphering | Criptografia

Resumo

A criptografia completamente homomórfica (CCH) permite que um servidor compute funções sobre dados cifrados sem jamais os decifrar, garantindo a segurança e a privacidade do cliente. Essa tecnologia é valiosa para aplicações práticas, como redes neurais artificiais privativas e sistemas de votação digital, e teóricas, como a construção de novas primitivas criptográficas. Para utilizar este recurso, o cliente gera as chaves e cifra seus dados antes de enviá-los ao servidor, que então calcula as funções necessárias e devolve o resultado, também cifrado. O cliente, então, decifra o resultado com sua chave privada e obtém o resultado final, sem que o servidor tenha acesso aos seus dados. No entanto, apesar de ser extremamente útil, a CCH tem desafios práticos em relação ao custo computacional, principalmente, quanto à comunicação. Isso ocorre pois o criptograma tende a ser mais de mil vezes maior do que a mensagem original, o que aumenta muito a quantidade de dados a ser enviada ao servidor. Uma solução para esse problema é a técnica de transciphering, que combina cifras tradicionais e cifras homomórficas. Nessa técnica, o cliente utiliza uma cifra tradicional para cifrar seus dados e envia a chave dessa cifra, cifrada homomorficamente, ao servidor. O servidor, então, decifra os dados homomorficamente para computar funções sobre eles, mantendo a privacidade. A maioria das soluções de transciphering focam em CCH dita da segunda geração, que tem características bem distintas da CCH da terceira geração. Então, esse projeto visa propor novos protocolos de transciphering específicos para cifras homomórficas da terceira geração.