Privacy preservation in distributed computations is an important subject as digitization and new technologies enable collection and storage of vast amounts of data, including private data belonging to individuals. To this end, there is a need for a privacy preserving computation framework that minimises the leak of private information during computations while being efficient enough for practical usage. This paper presents a step towards such a framework with the proposal of a real number secret sharing scheme that works directly on real numbers without the need for conversion to integers which is the case in related schemes. The scheme offers computations like addition, multiplication, and division to be performed directly on secret shared data (the cipher text version of the data). Simulations show that the scheme is much more efficient in terms of accuracy than its counterpart version based on integers and finite field arithmetic. The drawback with the proposed scheme is that it is not perfectly secure. However, we provide a privacy analysis of the scheme, where we show that the leaked information can be upper bounded and asymptotically goes to zero. To demonstrate the scheme, we use it to perform Kalman filtering directly on secret shared data.


翻译:在分布式计算中保护隐私是一个重要的主题,因为数字化和新技术能够收集和储存大量数据,包括属于个人的私人数据。为此,需要有一个隐私保存计算框架,在计算过程中最大限度地减少私密信息泄漏,同时对实际使用具有足够效率。本文件提出一个真正数字秘密共享计划,对真实数字直接起作用,而无需转换成相关计划所对应的整数。这个计划提供诸如添加、乘数和分割等计算,直接根据秘密共享数据(数据的加密文本版本)进行。模拟表明,这个计划在准确性方面比基于整数和有限字段算术的对应版本效率高得多。对拟议计划的缺点是,它并不完全安全。然而,我们对这个计划进行隐私分析,我们显示泄漏的信息可以被上层捆绑,且不那么简单化地转到零。为了演示这个计划,我们用它来进行卡尔曼直接过滤秘密共享数据。

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