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Diamond iO 2 以逐位元刷新雜訊改善成本,仍遠未實用

Diamond iO: New Cryptanalysis and Efficiency Improvements

場次摘要

以太坊基金會的 Sora 希望透過程式混淆,讓智慧合約使用無人知悉的私鑰,協調機密資料的使用。他以器官移植配對為例,提出由合約接收加密醫療資料的構想,減少集中保管資料的風險。這仍須依賴密碼學與以太坊安全性,也須限制查詢次數,避免參與者反覆查詢而推知資料。 他表示,團隊發現初代 Diamond iO 所依賴的假設在格維度過小時存在反例,因此正開發第二版,改以逐位元刷新雜訊,使運算成本隨輸入長度與程式規模近線性成長。不過,首份安全性證明仍在撰寫,效能數字也來自局部執行後外推,並非完整實測。即使估算顯示大幅改善,方案仍遠未實用,核心運算的處理速度還需要極大提升。

值得記下的 5 件事

  1. [0:40]
    機密智慧合約構想把協調範圍延伸至資訊流 Sora 提出讓合約使用無人知悉的私鑰,用於解密或簽署輸出

    他以器官移植配對為例,構想由合約接收加密資料;但隱私仍依賴密碼學與以太坊安全性,也須限制查詢次數,避免惡意參與者藉大量查詢推知機密內容。

  2. [8:00]
    初代安全假設的反例揭露長輸入擴展限制 Sora 表示,團隊分析初代依賴的 all-product LWE 假設,發現格密碼使用的維度過小時存在反例

    他指出,初代為避開這些攻擊,運算成本必須隨輸入長度以超過線性的速度增加。開發中的第二版將不再依賴該假設,但首份安全性證明仍在撰寫。

  3. [13:20]
    逐位元刷新雜訊是第二版降低成本的核心 初代透過矩陣乘法產生輸入編碼,卻會放大雜訊,迫使較長輸入採用更大的數值參數,增加每次運算的成本

    Sora 說明,第二版每處理一個輸入位元就刷新雜訊,使相關參數不再依賴輸入長度,讓運算成本隨輸入長度與程式規模近線性成長。

  4. [9:40]
    效能改善是外推估算,距離實用仍有巨大差距 團隊只執行部分運算流程,再將結果外推,並非完整流程實測

    Sora 報告第二版執行混淆程式的時間改善達十的十六次方倍,但核心的偽隨機函數(PRF)每秒處理量仍需提升十的二十四次方倍,不能將改善幅度視為已可部署。

  5. [16:00]
    開源工具支援自動研究,但安全驗證尚未完成 Sora 表示,團隊已開源格密碼工具庫,供人類與人工智慧撰寫協定,並估算圖形處理器上的效能、輸出供 Lean 形式化驗證工具使用的正確性陳述

    他希望建立自動提出、測試與驗證方案的研究循環,但產生安全性陳述的功能尚缺,新假設的安全分析也仍是待解問題。

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