SoK: FHE友好型对称密码与转加密

作者

• 牛超（Ant Group，新加坡）
• 魏本强（Ant Group，新加坡）
• 黄志聪（Ant Group，新加坡）
• 杨兆敏（Ant Group，新加坡）
• 洪成（Ant Group，新加坡）
• 王美琴（山东大学，济南，中国）
• 魏涛（Ant Group，新加坡）

摘要

全同态加密（FHE）能够在不解密的情况下对加密数据进行计算，在隐私保护应用中展现出巨大潜力。然而，FHE面临诸多挑战，其中之一是显著的明文到密文扩展比，导致客户端与服务器之间的通信开销较高。转加密技术通过先用空间效率高的对称密码加密数据，再将对称密文转换为FHE密文（无需解密），可有效解决这一问题。研究人员已开发出多种FHE友好型对称密码和转加密方法，每种方法都有独特的优势和局限性。要全面理解这些方案，通常需要同时掌握对称密码学和FHE的广泛知识，这使得方案之间的比较和选择具有挑战性。为此，我们对20多种FHE友好型对称密码和转加密方法进行了全面调研，基于安全级别、效率和兼容性等标准对其进行了评估。我们设计并执行了实验，以在各种应用场景下对对称密码和转加密方法的可行组合进行性能基准测试。我们的研究结果为针对不同任务上下文实现高效转加密提供了见解。此外，我们还开源了示例代码，利用了最先进的FHE实现。

关键词

转加密、全同态加密、对称密码

发布信息

• 发布日期: 2025年6月5日
• 卷期: 2025年第3卷
• 章节: 文章
• DOI: https://doi.org/10.46586/tches.v2025.i3.583-613

许可证

版权所有 (c) 2025 牛超、魏本强、黄志聪、杨兆敏、洪成、王美琴、魏涛
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引用方式

Niu, C., Wei, B., Huang, Z., Yang, Z., Hong, C., Wang, M., & Wei, T. (2025). SoK: FHE-Friendly Symmetric Ciphers and Transciphering. IACR Transactions on Cryptographic Hardware and Embedded Systems, 2025(3), 583-613. https://doi.org/10.46586/tches.v2025.i3.583-613