在區(qū)塊鏈上如何進行公平的多方計算

多方計算涉及分布在多個節(jié)點和權限上的數(shù)據(jù)。每個節(jié)點和權限都有自己的規(guī)則和數(shù)據(jù)共享策略。

多方計算的目標是允許用戶對來自多個源的數(shù)據(jù)運行計算。挑戰(zhàn)包括：瀏覽不同節(jié)點和權限的規(guī)則和數(shù)據(jù)共享策略，保護每個參與者輸入的隱私，保證計算的正確性。

如果涉及受信任的第三方，則不會出現(xiàn)多方計算試圖解決的信任問題。任何用戶方都可以將自己的數(shù)據(jù)提交給可信的第三方，并取回計算結果。

多方計算假定不存在可信的第三方。它發(fā)生在分布式環(huán)境中，在這種環(huán)境中，兩個或多個參與方互不信任，并且希望保護各自的數(shù)據(jù)，但使用彼此的數(shù)據(jù)獨立運行計算。

阻止半誠實和惡意的用戶

這種分散式的環(huán)境希望避免兩種類型的用戶：

1. 半誠實的玩家尋求了解更多關于他人數(shù)據(jù)的信息。這些用戶根據(jù)多方計算的規(guī)則參與計算，但總是對通過過程發(fā)現(xiàn)附加信息感興趣。

2. 試圖破壞計算的惡意用戶。惡意用戶可以通過提供錯誤輸入來影響輸出。

由于這些用戶的行為，多方計算不能很好地擴展。防止半誠實和惡意的用戶行為需要一種既私有又安全的計算方法。

公平的多方計算協(xié)議

在“公平多方計算協(xié)議”（“公平MPC”）中，要么所有各方同時接收輸出，要么沒有一方接收輸出。這方面的一個很好的用例是拍賣和投標。例如，如果用戶發(fā)現(xiàn)他們沒有在其他參與者之前贏得拍賣，他們可以聲稱網(wǎng)絡故障，然后重新出價。因此，至關重要的是，要么所有各方同時接收輸出，要么沒有任何一方接收任何輸出。

解決公平多方計算協(xié)議

公平多方計算協(xié)議在區(qū)塊鏈是可能的，并要求以下：

1. 用戶可以訪問一個公共的區(qū)塊鏈分類賬。

2. 用戶可以在這個分類賬上發(fā)布任意字符串，這些字符串用于MPC協(xié)議。

3.這些“任意”字符串可以是“任意”輸入的加密輸出，因此生成字符串的用戶擁有解密密鑰并可以解密它。

4. 每個字符串都包含關于誰發(fā)布了該字符串的證明，任何人都可以驗證這個證明（因此，分類賬包含分類賬上所有活動的防篡改歷史記錄，包括半誠實和惡意用戶）。

5. 不是直接生成函數(shù)的輸出，而是公開該輸出的密鑰。

6. 公共分類賬中的多方計算的輸出現(xiàn)在以加密的形式提供給所有用戶。要使其可見，需要一個解密密鑰。

7. 創(chuàng)建解密密鑰需要所有各方發(fā)布其“任意”字符串的輸出。每個用戶都可以將他們的“任意”輸入保密，并共享加密的“任意”輸出。只有在所有輸出都被共享之后，才會同時生成一個解密密鑰并將其提供給所有各方。這是公平多方計算協(xié)議——要么每個人都可以解密多方計算的結果，要么沒有人可以。

見證加密

約翰霍普金斯大學（Johns Hopkins）的學者在2017年的一篇論文中提出了“見證加密”（witness encryption）這一概念。在該系統(tǒng)中，用戶運行多方計算來輸出一個隨機函數(shù)，該函數(shù)接受用戶的私有輸入并返回一個“見證加密”密文。這意味著每個用戶都有計算的加密結果，但是需要解密它。

要訪問密碼文本，每個用戶都需要生成（使用密碼學）并在分類賬上公開發(fā)布一個“release代幣”。一旦用戶發(fā)布了他們的發(fā)布代幣，相應發(fā)布代幣的證明也會發(fā)布在分類賬上。這個證據(jù)被稱為“證人”。然后，證人可以用來解密密文，并獲得多方計算的結果。為了確保每個人都能同時查看結果，計算結果應該在指定的時間發(fā)布到公共區(qū)塊鏈上。

結論

公平的多方計算可以允許一組用戶在區(qū)塊鏈上安全地對彼此的數(shù)據(jù)運行計算，而不需要可信的第三方，也不需要每個用戶公開自己的數(shù)據(jù)。這種技術有很多用例，比如拍賣、公開招標和使用健康、財務或其他敏感數(shù)據(jù)的項目，這些敏感數(shù)據(jù)受監(jiān)管、內(nèi)部數(shù)據(jù)政策或僅僅是公眾對隱私期望的增加的影響。