fss

包括分布式比较与点函数的函数秘密共享

开始使用

首先将包作为依赖项添加

# Run in your project directory
cargo add fss-rs

默认情况下，包括 PRG 实现和多线程。您可以选择禁用默认功能来自定义选择。 如果您在 ARM 机器上，请参阅 性能 部分，了解硬件加速。

然后构造一个实现相应 Prg 特质的 PRG，并构造一个 DcfImpl 或 DpfImpl 来使用 PRG。请参阅文档注释以了解泛型参数的含义。如果您想设置 域（输入域，而不是输出域的值域）的 位 长度，请检查 new_with_filter 方法。

use rand::prelude::*;

// Matyas-Meyer-Oseas (via AES128) provides 128-bit security and should be enough.
// Hirose (via AES256) still only provides 128-bit security because the output is not chained.
// But Hirose can be helpful is you are forced to choose AES256.
use fss_rs::prg::Aes128MatyasMeyerOseasPrg;
use fss_rs::dcf::{Dcf, DcfImpl};

let keys: [[u8; 16]; 4] = thread_rng().gen();
let prg = Aes128MatyasMeyerOseasPrg::<16, 2, 4>::new(std::array::from_fn(|i| &keys[i]));
// DCF for example
let dcf = DcfImpl::<16, 16, _>::new(prg);

最后，对于密钥生成，构造要共享的函数以及两个初始化密钥，并调用 gen

use fss_rs::dcf::{BoundState, CmpFn};
use fss_rs::group::byte::ByteGroup;
use fss_rs::group::Group;

let s0s: [[u8; 16]; 2] = thread_rng().gen();
let f = CmpFn {
  alpha: thread_rng().gen(),
  // `ByteGroup` for example
  beta: ByteGroup(thread_rng().gen()),
  bound: BoundState::LtBeta,
};
let keys = dcf.gen(&f, [&s0s[0], &s0s[1]]);

有关如何将其拆分为两个份额，请参阅返回的 Share 的文档注释。由于它们共享许多字段，因此这两个份额是这样组合的。

对于评估，构造评估点，反转输出缓冲区，并调用 eval

let x: [u8; 16] = thread_rng().gen();
let mut y = ByteGroup::zero();
// The 2 parties use `true` / `false` to evaluate independently
dcf.eval(false, &k, &[&x], &mut [&mut y]);

对于全域评估，请使用 full_eval。虽然与 eval 类似，但 full_eval 不接受 x 的向量，而是期望一个长度为 2 ** IN_BLEN * 8 的 y 向量来存储所有评估的 y。

更多示例作为基准测试在 benches 目录 中提供

参考文献

• DCF：Elette Boyle, Nishanth Chandran, Niv Gilboa, Divya Gupta, Yuval Ishai, Nishant Kumar, 和 Mayank Rathee. "用于混合模式和定点安全计算的函数秘密共享." 在 EUROCRYPT. 2021。
• DPF：Elette Boyle, Niv Gilboa, 和 Yuval Ishai. "函数秘密共享：改进和扩展." 在 CCS. 2016。
• 快速 PRG：Leo de Castro 和 Anitgoni Polychroniadou. "轻量级、恶意安全可验证函数秘密共享." 在 EUROCRYPT. 2022。
• 快速PRG: Frank Wang, Catherine Yun, Shafi Goldwasser, Vinod Vaikuntanathan 和 Matei Zaharia. "Splinter: 在公共数据上执行实用私有查询。" 在 NDSI。2017。

性能

项目的热点路径是PRG和XOR操作。我们使用RustCrypto的aes crate进行PRG。对于XOR操作，我们使用nightly Rust的Rust std SIMD，或者稳定Rust的wide crate，该crate总下载量达到9M。

对于PRG，启用架构特定的CPU内嵌函数可以大幅提高性能。aes crate默认会执行CPU内嵌函数的运行时检测，并在可用时使用它们。

对于x86/x86_64（目标中的i686/x86_64），如果可用，则使用AES-NI，它开箱即用。