一個好用的多方隱私求交演算法庫JasonCeng/MultipartyPSI-Pro

JasonCeng發表於2022-02-12

演算法

Github連結傳送:JasonCeng/MultipartyPSI-Pro

大家好，我是阿創，這是我的第29篇原創文章。

今天是一篇純技術性文章，希望對工程獅們?有所幫助。

向大家推薦一個我最近改造的演算法庫（JasonCeng/MultipartyPSI-Pro）

主要涉及隱私計算、聯邦學習領域，是一個支援多方的隱私求交演算法庫，主要是是基於osu-crypto/MultipartyPSI****的增強實現。

詳細介紹就是下方的README啦~

基於可程式設計不經意偽隨機數的多方隱私求交演算法庫

Programmable Oblivious PRF & multi-party PSI

? 簡介

本演算法庫是基於osu-crypto/MultipartyPSI的增強實現。

該演算法的原論文來自 CCS 2017 : Practical Multi-party Private Set Intersection from Symmetric-Key Techniques[ePrint]

✨ 特性

簡潔的 API 設計，使用如絲滑般流暢
支援多方隱私求交
支援讀取檔案資料
支援多機通訊
在增強半誠實模型和標準半誠實模型中實現了多方PSI(nPSI)，安全性有保障
核心演算法可程式設計OPRF(Programmable Oblivious PRF)，包含以下多種實現:
- Table-based OPPRF
- Polynomial-based OPPRF
- BloomFilter-based OPPRF
詳細的文件和示例，幫助開發者更快的上手專案

?️ 驗證情況

機器配置： 1C 2G (Intel(R) Core(TM) i7-8665U CPU @ 1.90GHz)
數量：3臺（3方）
資料集大小：8條
資料長度：128bit
3方求交耗時：1.035 s

? 使用

依賴庫

支援 C++14 的 C++ 編譯器
Boost
Miracl
NTL
libOTe

注：對於libOTe，它需要支援PCLMUL、AES-NI和SSE4.1的CPU。可選：nasm 用於改進 SHA1 效能。

1. 克隆程式碼

git clone https://github.com/JasonCeng/MultipartyPSI-Pro.git

2. 安裝依賴

程式碼已經在 Windows (Microsoft Visual Studio) 和 Linux 上進行了測試。安裝所需的庫：

windows:

開啟 PowerShell
cd ./thirdparty
.\all_win.ps1 (該指令碼適用於 Visual Studio 2015。對於其他版本，您應該修改 MSBuild 指令碼中的幾個地方。)

linux:

cd ./thirdparty
bash .\all_linux.get.

注意：如果您遇到構建 boost、miracl 和 libOTe 的 all_win.ps1 或 all_linux.get 的問題，請按照 libOTe 上的更多手動說明進行操作)

3. 編譯

Windows:

按順序構建 cryptoTools、libOTe 和libOPRF專案。
為bOPRFmain專案新增引數（例如：-u）
執行bOPRFmain

Linux:

make (依賴: CMake, Make, g++)
單元測試: ./bin/frontend.exe -u

4. 執行

輸出包括online/offline/total平均執行時長。

引數列表:

-u		單元測試：computes PSI of 5 paries, 2 dishonestly colluding, each with set size 2^12 in semihonest setting
-n		參與方數量
-p		參與方ID，ID最大的參與方為結果接收方
-m		set size
-t		惡意參與方數量(在不誠實模型設定中生效)
-a		以增強半誠實模型模式執行。預設使用Table-based OPPRF演算法。
			0: Table-based; 1: POLY-seperated; 2-POLY-combined; 3-BloomFilter
-r		當 r = 1 時使用優化的3方PSI演算法
-f		輸入資料的文字檔案(絕對路徑或相對路徑均可以)
-ip		其他參與方ip，且相對順序需與-p的編號保持一致。比如-p 0所帶的-ip的順序需為<-p 1 ip>,<-p 2 ip>

示例:

1. 單元測試

./bin/frontend.exe -u

2. nPSI

在半誠實模型設定中，計算3方的PSI，其中包含2個不誠實方，資料儲存在data.bin中。

三臺機器的ip分別是：192.168.1.10,192.168.1.11,192.168.1.12

# 機器1-192.168.1.10：
./bin/frontend.exe -n 3 -t 2 -m 12 -p 0 -f ./data.bin -ip 192.168.1.11,192.168.1.12 > log01.log

# 機器2-192.168.1.11：
./bin/frontend.exe -n 3 -t 2 -m 12 -p 1 -f ./data.bin -ip 192.168.1.10,192.168.1.12 > log02.log

# 機器3-192.168.1.12：
./bin/frontend.exe -n 3 -t 2 -m 12 -p 2 -f ./data.bin -ip 192.168.1.10,192.168.1.11 > log03.log

注意：-ip後所帶的ip為其他參與方ip，且相對順序需與-p的編號保持一致。比如-p 0所帶的-ip的順序需為<-p 1 ip>,<-p 2 ip>

5. 總結

1. git clone https://github.com/JasonCeng/MultipartyPSI-Pro.git  
2. cd thirdparty/
3. bash all_linux.get 
4. cd ..
5. cmake .
6. make -j
7. 在三臺機器上執行：
# 機器1：
./bin/frontend.exe -n 3 -t 2 -m 12 -p 0 -f ./data.bin -ip 192.168.1.11,192.168.1.12 > log01.log

# 機器2：
./bin/frontend.exe -n 3 -t 2 -m 12 -p 1 -f ./data.bin -ip 192.168.1.10,192.168.1.12 > log02.log

# 機器3：
./bin/frontend.exe -n 3 -t 2 -m 12 -p 2 -f ./data.bin -ip 192.168.1.10,192.168.1.11 > log03.log

? 後續工作

[ ] 移除執行時非必要引數，如-m
[ ] 所有分支均支援-f傳入文字檔案資料
[ ] 所有分支均支援-ip進行多機通訊
[ ] 輸出求交結果到指定路徑，由leader傳入指定路徑
[ ] 對小樣本、大樣本資料進行測試

? 幫助

有關構建或執行該演算法庫的任何問題，請聯絡 JasonCeng by email: zengzhaochuangx@qq.com

如果你覺得寫得不錯

麻煩給個贊~

關注我，帶你瞭解區塊鏈行業