基于国密算法的隐私集合求交协议设计

来源：电子与信息学报杂志2025年第8期北京时间：

作者：黄海, 关志博, 于斌, 马超, 杨锦波, 马项羽

单位：1.哈尔滨理工大学计算机科学与技术学院 哈尔滨 1500802.哈尔滨工业大学网络空间安全学院 哈尔滨 150000

摘要：现有的隐私集合求交协议存在安全漏洞不可控的风险，此外计算效率不能满足实际应用需求。该文提出一种基于国密算法SM2和SM3的隐私集合求交协议SM-PSI，采用国产安全芯片对协议中的关键算法如含数据加密、非交互零知识证明等进行了硬件加速设计，通过理论分析证明了协议在半诚实敌手模型下的安全性。使用模拟数据集进行实验，结果表明，在相同的安全等级下，所提协议通过软硬件协同优化，其计算效率显著优于现有方法，计算速度比CPU运行最优方案SpOT-Light的PSI协议平均提升4.2倍，比DH-IPP方案平均提升6.3倍。该研究为实现我国网络空间安全自主可控提供了重要支撑。

关键词：隐私集合求交, SM2, SM3, 软硬件协同, 半诚实敌手

基金资助：黑龙江省重点研发计划(2022ZX01A36)，哈尔滨市制造业科技创新人才项目(2022CXRCCG004)，国家重点研发计划(2023YFB4403500)