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Secure Business ComputationSecure Business Computationby using Garbled Circuits in a Web by using Garbled Circuits in a Web
EnvironmentEnvironment
da ILIĆ Dejan
svolta a SAP Research CEC KarlsruheGermania
Supervisori:[UNITS] DR. BARTOLI Alberto[SAP] M.Sc. SCHRÖPFER Axel
Università degli Studi di TriesteItalia
CDLS in Ingegneria dell’Informazione
AgendaAgenda
Motivazione Preliminari sul Secure Computation Construzione del circuito binario
◦ Secure Business Computation Language◦ Binary Circuit Description Language
Web based Secure Business Computation◦ Funzione Joint Economic Lot Size
Conclusione
AgendaAgenda
Motivazione Preliminari sul Secure Computation Construzione del circuito binario
◦ Secure Business Computation Language◦ Binary Circuit Description Language
Web based Secure Business Computation◦ Funzione Joint Economic Lot Size
Conclusione
Pianificazione Della ProduzionePianificazione Della Produzione
Pian. della produzione
OrdineOrdine
Pian. della produzione[Parziale] spedizione [Parziale] spedizione
Repian. della produzione
Spedizione al mercato
Fornitore Acquirente
Pianificazione Della ProduzionePianificazione Della Produzione
Pianificazione della produzione collaborativa
OrdineOrdine
Spedizione Spedizione
Spedizione al mercato
Pianificazione della produzione collaborativa
[Hosoda e Disney, 2006][Simatupang e Sridharan, 2002]
Fornitore
Un altroacquirente
Acquirente
AgendaAgenda
Motivazione Preliminari sul Secure Computation Construzione del circuito binario
◦ Secure Business Computation Language◦ Binary Circuit Description Language
Web based Secure Business Computation◦ Funzione Joint Economic Lot Size
Conclusione
Oblivious Transfer (OT)Oblivious Transfer (OT)
Bob posiede n valori, ma vuole condividerne solo uno
◦ M0, M1 ... Mn
Alice può sceglie solo un valore senza rivelazione della sua scelta c
◦ Mc
7
Oblivious Transfer (OT)Oblivious Transfer (OT)
E(k)x0
x1
random messagesrandom message
k
encrypted
xCqk0 =
k1 =
M0
M1
- kc Mc=
M0
M1 c
D(q – xc)D(q – x0)
qD(q – x1)
[Catrina, 2008]
Secure Circuit Evaluation ISecure Circuit Evaluation I
Codifica bit
Crea PEGTT
Bob Alice
Permuted Encrypted Garbled Truth Permuted Encrypted Garbled Truth Table (PEGTT)Table (PEGTT)
x0 x1 y
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0
x0 x1 y
w00 w1
0 w20
w00 w1
1 w21
w01 w1
0 w21
w01 w1
1 w20
x0 x1 y
w00 w1
0 Ew00(Ew1
0 (w2
0))
w00 w1
1 Ew00(Ew1
1 (w2
1))
w01 w1
0 Ew01(Ew1
0 (w2
1))
w01 w1
1 Ew01(Ew1
1 (w2
0))
x0 x1 y
w00 w1
1 Ew00(Ew1
1 (w2
1))
w01 w1
1 Ew01(Ew1
1 (w2
0))
w00 w1
0 Ew00(Ew1
0 (w2
0))
w01 w1
0 Ew01(Ew1
0 (w2
1))
(1) Truth table: (2) Garbled TT:
(3) Encrypted GTT: (4) Permuted EGTT:
Secure Circuit Evaluation IISecure Circuit Evaluation II
Codificazione fili
Crea PEGTT
Encritta input
Circuito e Bob input
Receive input con OT
Valutare circuito
Circuito e Bob input
Risultato Risultato
[Yao, 1982]
Risultato
Bob Alice
AgendaAgenda
Motivazione Preliminari sul Secure Computation Construzione del circuito binario
◦ Secure Business Computation Language◦ Binary Circuit Description Language
Web based Secure Business Computation◦ Funzione Joint Economic Lot Size
Conclusione
Construzione Del Circuito Construzione Del Circuito BinarioBinario
I. (SBCL) Descrizione della formulaII. La formula in struttura di albero con
radiceIII. (BCDL) Oggetto descrittore del
circuito
Secure Business Computation Secure Business Computation Language (SBCL)Language (SBCL)
Linguaggio specifico ad alto livello1. Dimensione delle
variabili d’ingresso2. Variabili e i loro
proprietari3. Formula
Quattro operazioni aritmetiche
SBCL Parser ad albero con radice
1: def aul t -bi t s: 32
2:3: a: Al i ce4: b: Bob5: c: Bob6: d: Al i ce7: x: Bob, Al i ce8:9: x = d/ c –
(a+b)
Binary Circuit Description Binary Circuit Description Language (BCDL)Language (BCDL)
Circuito combinatorio
BCDL composto da:◦ Ingressi◦ Porte logice◦ Tabella di verità◦ Uscite◦ Proprietari
Quattro blocchi aritmetichi di construzione
Compilato da un albero con radice
/ +
–
d c a b
x = (d/c) – a+b
AgendaAgenda
Motivazione Preliminari sul Secure Computation Construzione del circuito binario
◦ Secure Business Computation Language◦ Binary Circuit Description Language
Web based Secure Business Computation◦ Funzione Joint Economic Lot Size
Conclusione
Web Based Secure Business Web Based Secure Business ComputationComputation
Computazione sicura tra due parti Sistema web based sul paradigma di SC
che segue il protocollo proposto da Yao◦ Scambio dei messagi tra i browser◦ Librerie crittografiche◦ Struttura della web applicazione SBC
Funzione Joint Economic Lot Size◦ Construzione dell’oggetto BCDL◦ Benchmark
Scambio Dei Messagi Tra i Scambio Dei Messagi Tra i BrowserBrowser
Host/Join la sessione per lo scambio Message Box sul web server
◦ I comandi gestionali dello message box Multiple sessioni sullo web server
ses.ID
Host Guest
Librerie Crittografiche Librerie Crittografiche (JavaScript)(JavaScript)
Oblivious Transfer Protocollo Yao
Le librerie svolte di RSA:◦ Chiave privata◦ Chiave publica
La libreria svolta per la tecnica 1-out-of-n◦ 1-out-of-2
La libreria svolta per OT in parallelo
Basato su Secure Hash Algorithm
E stata svolta la libreria SHA-1
Le librerie svolte per Garbled Circuits:◦ Generale◦ Host (encritta circuito)◦ Guest (valuta circuito)
Struttura Della Web Struttura Della Web Applicazione SBCApplicazione SBC
Colorate: sviluppate come parte di questa tesi Jsbn.js – JavaScript BigInteger Numeri
AppYao Host
AppHost
AppOtHost
appAjaxReq.js
appDemo.jsp
Logica
UI
Service
AppBw2bw
Ot
AppGuest
Yao
appAjaxReq.js
appDemo.jsp
Bwjsbn.jsjsbn.js
Browser AJAX object Bw AJAX obj
Web Based Secure Business Web Based Secure Business ComputationComputation
Sistema web based sul paradigma di SC che segue il protocollo proposto da Yao◦ Scambio dei messagi tra i browser◦ Librerie crittografiche◦ Struttura della web applicazione SBC
Funzione Joint Economic Lot Size◦ Construzione dell’oggetto BCDL◦ Benchmark
Joint Economic Lot Size (JELS)Joint Economic Lot Size (JELS)
Produzione collaborativa (d publico) Fornitore tende a dimensione del lotto
più economico (fB,hB,c privati) Aquirente tende a quantità più
economica dell’ordine (fA,hA privati)
Costi Del Supply Chain Contro La Costi Del Supply Chain Contro La Dimensione Del LottoDimensione Del Lotto
Construzione Dell’Oggetto BCDLConstruzione Dell’Oggetto BCDL
Descrizione SBCL Oggetto BCDL
1: def aul t -bi t s: 322:3: _2df A: Al i ce4: hA: Al i ce5: _2df B: Bob6: dhB_c: Bob7: qJst ar2: Bob, Al i ce8:9: qJst ar2=
( _2df A+_2df B) / ( hA+dhB_c)
+ +
/
2dfA 2dfB hA dhB/c
qJ2
Dimensioni Dell’Oggetto BCDL Dimensioni Dell’Oggetto BCDL
Porte logice
Dimensionedei variabili
Un blocco di:
(2*A[i]+D[i+1])
Web Based Secure Business Web Based Secure Business ComputationComputation
Sistema web based sul paradigma di SC che segue il protocollo proposto da Yao◦ Scambio dei messagi tra i browser◦ Librerie crittografiche◦ Struttura della web applicazione SBC
Funzione Joint Economic Lot Size◦ Construzione dell’oggetto BCDL◦ Benchmark
ImpostazioniImpostazioni
Work station◦ Windows Vista Enterprise SP1 32bit◦ Intel Core Duo T7300 2.0GHz◦ 2.00GB RAM
I browser◦ Mozilla FireFox 3.6◦ Google Chrome 4.0◦ Google Chrome 4.0 su macchina virtuale Linux
Ubuntu 8.4 Calcolare il tempo effettivo totale minimo
◦ Sul tempo effettivo spento fra i passi (host+guest)◦ Attorno a 10 prove
JELS Benchmark Sul Tempo JELS Benchmark Sul Tempo EffettivoEffettivo
s
AgendaAgenda
Motivazione Preliminari sul Secure Computation Construzione del circuito binario
◦ Secure Business Computation Language◦ Binary Circuit Description Language
Web based Secure Business Computation◦ Funzione Joint Economic Lot Size
Conclusione
ConclusioneConclusione
SC è un argomento molto interessante per la crittografia moderna
Dimonstrazione della paradigma SC come il sistema basato sul web (DEMO)
Modello JELS estremamente rilevante dal punto di vista dell'industria
Lavoro futuro◦ Secure Multi-Party Computation (SMC)
Grazie per l’attenzioneGrazie per l’attenzione
Le domande?
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