全同态加密函数库调试分析

摘要

本文选取了HElib库、FHE-CODE库和FHE-master基于三种不同算法的全同态加密程序,一方面,通过对程序本身的调试运行,不断更改噪声、运行时间、所占存储空间等运行参数,对程序性能进行动态比较分析.提高安全参数可以实现较高精度的加密,安全参数越高,则其对应的密文长度越长、所占存储空间越大,所以增加密文长度、重加密密文的长度等可以提高算法的安全级别.同时,减小模数、适当减小安全参数,可以减小噪声比并提高运行效率.另一方面,分析了三种软件对应的三种全同态算法:Gentry提出的理想格算法、DGHV算法和BGV算法,从安全性、有效性、实现程序以及相互联系对三种方案进行对比研究.其中,HElib库操作较为复杂,运行时间较长,但安全性较高,FHE-CODE代码的逻辑相对比较清晰,运行效率较高,FHE-master库利用文件读取操作实现了对于密文的检索功能,针对不同密钥读写操作效率参差不齐.本文一方面验证算法在理论研究的相关性质,另一方面从程序实现方面分析算法的相关属性,为全同态加密研究提供实践基础.