分布式计算中的信息理论安全突破

某中心科学家荣获分布式计算最高奖

某中心云服务密码学团队资深首席科学家Tal Rabin因其在安全多方计算（MPC）领域的开创性工作，与合作者共同获得2023年ACM分布式计算Dijkstra奖。获奖论文《可验证秘密共享与诚实多数的多方协议》提出了突破性的信息理论安全协议，实现了容错率高达50%的理论极限。

信息理论安全的技术突破

安全多方计算允许多个参与方共同计算聚合函数（如平均工资），而无需泄露任何私有信息（如个人工资）。传统方案依赖于大整数分解的计算复杂性假设，而Rabin与Ben-Or的方案首次在信息理论安全设定下实现安全计算，即使攻击者拥有无限计算资源也能保证安全。

核心技术机制

信息检查协议：

• 采用类数字签名机制，通过算术运算关系（y = bs + c）验证数据真实性
• 引入随机数对(b,c)作为验证凭证，中介无法伪造有效数据
• 满足双重安全标准：诚实参与方必能检测欺诈，中介可预测接收方验证结果

零知识证明应用：

• 通过多项式函数生成多重随机数对(b_i, c_i)
• 采用随机抽样披露机制，验证算术关系而不暴露核心参数
• 确保中介无法通过虚假y值配合虚假s值欺骗系统

可验证秘密共享创新

• 将弱秘密共享升级为可验证秘密共享
• 所有接收方通过同一多项式函数获取秘密份额
• 利用零知识证明验证所有接收对符合多项式约束
• 实现无论干扰如何都能成功完成集体重构

实际应用与未来意义

该理论成果现已应用于：

• 拍卖设计中的隐私保护
• 区块链安全计算
• 数字钱包安全协议
• 后量子密码学准备

随着通用量子计算机的发展，信息理论安全方法相比计算安全方法更具紧迫性。当前某中心研究团队正致力于将MPC技术应用于提升云服务的安全与隐私保护水平。

获奖论文发表于35年前，但其确立的计算可行性和叛徒容忍度保证至今仍是安全MPC协议设计的理论基础。尽管具体实现方式已大幅优化，核心理论贡献始终指导着分布式计算安全领域的发展。