全同态加密技术的研究现状及发展路线综述

来源：电子与信息学报杂志2024年第5期北京时间：

作者：戴怡然, 张江, 向斌武, 邓燚

单位：1.中国科学院信息工程研究所信息安全国家重点实验室 北京 1000932.密码科学技术全国重点实验室 北京 1008783.中国科学院大学网络空间安全学院 北京 100049

摘要：随着物联网、云计算、人工智能的应用与普及，数据安全与隐私保护成为人们关注的焦点。全同态加密，作为隐私安全问题的有效解决办法，允许对加密数据执行任意同态计算，是一种强大的加密工具，具有广泛的潜在应用。该文总结了自2009年以来提出全同态加密方案，并根据方案的核心技术划分成4条技术路线，分析讨论了各类方案的关键构造，算法优化进程和未来发展方向。首先，全面介绍了全同态加密相关的数学原理，涵盖了全同态加密方案的基础假设和安全特性。随后，按照4条全同态加密方案的技术路线，归纳了加密方案的结构通式，总结了自举算法的核心步骤，讨论了最新研究进展，并在此基础上综合分析比较了各类方案的存储效率及运算速度。最后，展示了同态算法库对每条技术路线下加密方案的应用实现情况，分析了在当前时代背景下全同态加密方案的机遇与挑战，并对未来的研究前景做出了展望。

关键词：全同态加密, 自举, BGV, GSW, CKKS

基金资助：国家重点研发计划(2023YFB4503203)，国家自然科学基金(62372447, 61932019)