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Homomorphic Proxy Re-Authenticators and Applications to Verifiable Multi-User Data Aggregation

同态加密 计算机科学 代理(统计) 可验证秘密共享 密文 代理重新加密 公钥密码术 理论计算机科学 加密 计算机安全 计算机网络 程序设计语言 集合(抽象数据类型) 机器学习
作者
David Derler,Sebastian Ramacher,Daniel Slamanig
出处
期刊:Lecture Notes in Computer Science 卷期号:: 124-142 被引量:27
标识
DOI:10.1007/978-3-319-70972-7_7
摘要

We introduce the notion of homomorphic proxy re-authenticators, a tool that adds security and verifiability guarantees to multi-user data aggregation scenarios. It allows distinct sources to authenticate their data under their own keys, and a proxy can transform these single signatures or message authentication codes (MACs) to a MAC under a receiver's key without having access to it. In addition, the proxy can evaluate arithmetic circuits (functions) on the inputs so that the resulting MAC corresponds to the evaluation of the respective function. As the messages authenticated by the sources may represent sensitive information, we also consider hiding them from the proxy and other parties in the system, except from the receiver. We provide a general model and two modular constructions of our novel primitive, supporting the class of linear functions. On our way, we establish various novel building blocks. Most interestingly, we formally define the notion and present a construction of homomorphic proxy re-encryption, which may be of independent interest. The latter allows users to encrypt messages under their own public keys, and a proxy can re-encrypt them to a receiver's public key (without knowing any secret key), while also being able to evaluate functions on the ciphertexts. The resulting re-encrypted ciphertext then holds an evaluation of the function on the input messages.
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