On Distributed Oblivious Transfer

The paper has been presented at the International Conference Pioneers of Bulgarian Mathematics, Dedicated to Nikola Obreshkoff and Lubomir Tschakaloff , Sofia, July, 2006. The material in this paper was presented in part at INDOCRYPT 2002

Batch Verification of Validity of Bids in Homomorphic E-auction

Bid opening in e-auction is efficient when a homomorphic secret sharing function is employed to seal the bids and homomorphic secret reconstruction is employed to open the bids. However, this high efficiency is based on an assumption: the bids are valid (e.g., within a special range). An undetected invalid bid can compromise correctness and fairness of the auction. Unfortunately, validity verification of the bids is ignored in the auction schemes employing homomorphic secret sharing (called homomorphic auction in this paper). In this paper, an attack against the homomorphic auction in the absence of bid validity check is presented and a necessary bid validity check mechanism is proposed. Then a batch cryptographic technique is introduced and applied to improve the efficiency of bid validity check.

Efficient one-time proxy signatures

One-time proxy signatures are one-time signatures for which a primary signer can delegate his or her signing capability to a proxy signer. In this work we propose two one-time proxy signature schemes with different security properties. Unlike other existing one-time proxy signatures that are constructed from public key cryptography, our proposed schemes are based one-way functions without trapdoors and so they inherit the communication and computation efficiency from the traditional one-time signatures. Although from a verifier point of view, signatures generated by the proxy are indistinguishable from those created by the primary signer, a trusted authority can be equipped with an algorithm that allows the authority to settle disputes between the signers. In our constructions, we use a combination of one-time signatures, oblivious transfer protocols and certain combinatorial objects. We characterise these new combinatorial objects and present constructions for them.

Fault Attacks on Pairing-Based Protocols Revisited

Several papers have studied fault attacks on computing a pairing value e(P, Q), where P is a public point and Q is a secret point. In this paper, we observe that these attacks are in fact effective only on a small number of pairing-based protocols, and that too only when the protocols are implemented with specific symmetric pairings. We demonstrate the effectiveness of the fault attacks on a public-key encryption scheme, an identity-based encryption scheme, and an oblivious transfer protocol when implemented with a symmetric pairing derived from a supersingular elliptic curve with embedding degree 2.

Converses For Secret Key Agreement and Secure Computing

We consider information theoretic secret key (SK) agreement and secure function computation by multiple parties observing correlated data, with access to an interactive public communication channel. Our main result is an upper bound on the SK length, which is derived using a reduction of binary hypothesis testing to multiparty SK agreement. Building on this basic result, we derive new converses for multiparty SK agreement. Furthermore, we derive converse results for the oblivious transfer problem and the bit commitment problem by relating them to SK agreement. Finally, we derive a necessary condition for the feasibility of secure computation by trusted parties that seek to compute a function of their collective data, using an interactive public communication that by itself does not give away the value of the function. In many cases, we strengthen and improve upon previously known converse bounds. Our results are single-shot and use only the given joint distribution of the correlated observations. For the case when the correlated observations consist of independent and identically distributed (in time) sequences, we derive strong versions of previously known converses.

Sécurité polynomiale en cryptographie

Dans ce mémoire, nous proposons des protocoles cryptographiques d'échange de clef, de mise en gage, et de transfert équivoque. Un premier protocole de transfert équivoque, primitive cryptographique universelle pour le calcul multi-parties, s'inspire du protocole d'échange de clef par puzzle de Merkle, et améliore les résultats existants. Puis, nous montrons qu'il est possible de construire ces mêmes primitives cryptographiques sans l'hypothèse des fonctions à sens unique, mais avec le problème 3SUM. Ce problème simple ---dans une liste de n entiers, en trouver trois dont la somme a une certaine valeur--- a une borne inférieure conjecturée de Omega(n^2).

Complexité de la communication sur un canal avec délai

Nous introduisons un nouveau modèle de la communication à deux parties dans lequel nous nous intéressons au temps que prennent deux participants à effectuer une tâche à travers un canal avec délai d. Nous établissons quelques bornes supérieures et inférieures et comparons ce nouveau modèle aux modèles de communication classiques et quantiques étudiés dans la littérature. Nous montrons que la complexité de la communication d’une fonction sur un canal avec délai est bornée supérieurement par sa complexité de la communication modulo un facteur multiplicatif d/ lg d. Nous présentons ensuite quelques exemples de fonctions pour lesquelles une stratégie astucieuse se servant du temps mort confère un avantage sur une implémentation naïve d’un protocole de communication optimal en terme de complexité de la communication. Finalement, nous montrons qu’un canal avec délai permet de réaliser un échange de bit cryptographique, mais que, par lui-même, est insuffisant pour réaliser la primitive cryptographique de transfert équivoque.

Practical and Foundational Aspects of Secure Computation

Il y a des problemes qui semblent impossible a resoudre sans l'utilisation d'un tiers parti honnete. Comment est-ce que deux millionnaires peuvent savoir qui est le plus riche sans dire a l'autre la valeur de ses biens ? Que peut-on faire pour prevenir les collisions de satellites quand les trajectoires sont secretes ? Comment est-ce que les chercheurs peuvent apprendre les liens entre des medicaments et des maladies sans compromettre les droits prives du patient ? Comment est-ce qu'une organisation peut ecmpecher le gouvernement d'abuser de l'information dont il dispose en sachant que l'organisation doit n'avoir aucun acces a cette information ? Le Calcul multiparti, une branche de la cryptographie, etudie comment creer des protocoles pour realiser de telles taches sans l'utilisation d'un tiers parti honnete. Les protocoles doivent etre prives, corrects, efficaces et robustes. Un protocole est prive si un adversaire n'apprend rien de plus que ce que lui donnerait un tiers parti honnete. Un protocole est correct si un joueur honnete recoit ce que lui donnerait un tiers parti honnete. Un protocole devrait bien sur etre efficace. Etre robuste correspond au fait qu'un protocole marche meme si un petit ensemble des joueurs triche. On demontre que sous l'hypothese d'un canal de diusion simultane on peut echanger la robustesse pour la validite et le fait d'etre prive contre certains ensembles d'adversaires. Le calcul multiparti a quatre outils de base : le transfert inconscient, la mise en gage, le partage de secret et le brouillage de circuit. Les protocoles du calcul multiparti peuvent etre construits avec uniquements ces outils. On peut aussi construire les protocoles a partir d'hypoth eses calculatoires. Les protocoles construits a partir de ces outils sont souples et peuvent resister aux changements technologiques et a des ameliorations algorithmiques. Nous nous demandons si l'efficacite necessite des hypotheses de calcul. Nous demontrons que ce n'est pas le cas en construisant des protocoles efficaces a partir de ces outils de base. Cette these est constitue de quatre articles rediges en collaboration avec d'autres chercheurs. Ceci constitue la partie mature de ma recherche et sont mes contributions principales au cours de cette periode de temps. Dans le premier ouvrage presente dans cette these, nous etudions la capacite de mise en gage des canaux bruites. Nous demontrons tout d'abord une limite inferieure stricte qui implique que contrairement au transfert inconscient, il n'existe aucun protocole de taux constant pour les mises en gage de bit. Nous demontrons ensuite que, en limitant la facon dont les engagements peuvent etre ouverts, nous pouvons faire mieux et meme un taux constant dans certains cas. Ceci est fait en exploitant la notion de cover-free families . Dans le second article, nous demontrons que pour certains problemes, il existe un echange entre robustesse, la validite et le prive. Il s'effectue en utilisant le partage de secret veriable, une preuve a divulgation nulle, le concept de fantomes et une technique que nous appelons les balles et les bacs. Dans notre troisieme contribution, nous demontrons qu'un grand nombre de protocoles dans la litterature basee sur des hypotheses de calcul peuvent etre instancies a partir d'une primitive appelee Transfert Inconscient Veriable, via le concept de Transfert Inconscient Generalise. Le protocole utilise le partage de secret comme outils de base. Dans la derniere publication, nous counstruisons un protocole efficace avec un nombre constant de rondes pour le calcul a deux parties. L'efficacite du protocole derive du fait qu'on remplace le coeur d'un protocole standard par une primitive qui fonctionne plus ou moins bien mais qui est tres peu couteux. On protege le protocole contre les defauts en utilisant le concept de privacy amplication .

Micropolar flow in a porous channel with high mass transfer

Two dimensional flow of a micropolar fluid in a porous channel is investigated. The flow is driven by suction or injection at the channel walls, and the micropolar model due to Eringen is used to describe the working fluid. An extension of Berman's similarity transform is used to reduce the governing equations to a set of non-linear coupled ordinary differential equations. The latter are solved for large mass transfer via a perturbation analysis where the inverse of the cross-flow Reynolds number is used as the perturbing parameter. Complementary numerical solutions for strong injection are also obtained using a quasilinearisation scheme, and good agreement is observed between the solutions obtained from the perturbation analysis and the computations.