Dimostro, dunque sono: computazione multiparte spaziotemporale

Abstract degli autori

La computazione multiparte sicura (MPC) consente a parti che non si fidano reciprocamente di elaborare input digitali privati. Avviamo lo studio della MPC spaziotemporale, estendendo questo paradigma a funzionalità i cui input dipendono anche da fatti fisici, come le posizioni, i tempi o le traiettorie delle parti. Tali protocolli devono nascondere le informazioni spaziotemporali e, al tempo stesso, garantirne la coerenza fisica: una parte malintenzionata non dovrebbe poter far operare la funzionalità su un input spaziotemporale incoerente con il suo effettivo stato fisico. La principale sfida concettuale consiste nel formulare l’estrazione di informazioni spaziotemporali nell’ambito del framework di sicurezza basato sulla simulazione. Introduciamo argomenti di conoscenza spaziotemporale, seguendo il principio «Dimostro, dunque sono»: anziché definire direttamente la presenza fisica tramite una relazione matematica, la definiamo in termini operativi, attraverso la capacità di completare un protocollo di verifica spaziotemporale solido. Di conseguenza, un estrattore recupera un punto spaziotemporale da un prover che ha avuto successo e ne certifica la validità fisica usando il prover estratto per completare con successo un protocollo di verifica spaziotemporale ausiliario. Sulla base di questa nozione, definiamo la sicurezza universalmente componibile (UC) per la MPC spaziotemporale, che comprende privacy, coerenza fisica e componibilità. Forniamo costruzioni che realizzano questa nuova nozione di MPC. Per prima cosa costruiamo protocolli UC-secure di commit-and-prove della conoscenza spaziotemporale: nel modello CRS sotto LWE, contro prover quantistici privi di entanglement precondiviso; e nel QROM, contro prover quantistici con entanglement precondiviso di entità illimitata. Usando questi protocolli, otteniamo MPC spaziotemporanea UC-secure a partire da MPC post-quantistica semi-onesta. Estendiamo inoltre il nostro framework per supportare funzionalità quantistiche con input spaziotemporale classico.