2025年安全多方计算的理论与实现研究 .pdf

穷则独善其身，达则兼善天下。——《孟子》

安全多方计算的理论与实现研究

在当今数字化时代，数据的价值日益凸显，然而数据的安全与隐私

保护却成为了亟待解决的重要问题。安全多方计算（SecureMultiParty

Computation，SMPC）作为一种新兴的密码学技术，为解决这一难题

提供了有力的手段。本文将深入探讨安全多方计算的理论基础，并详

细介绍其实现方式。

安全多方计算的核心思想是允许多个参与方在不泄露各自私有数据

的前提下，共同完成对这些数据的计算任务。这一概念最早由姚期智

院士提出，其开创性的工作为后续的研究奠定了坚实的基础。

从理论层面来看，安全多方计算基于一系列严格的数学原理和密码

学假设。其中，秘密共享、同态加密和零知识证明是三个关键的技术

支柱。

秘密共享是将秘密信息分割成多个份额，并分发给不同的参与方。

只有当足够数量的份额组合在一起时，才能恢复出原始的秘密信息。

这种技术确保了即使单个或少数份额被泄露，秘密信息仍然是安全的。

同态加密则允许在密文上进行计算，而无需对数据进行解密。计算

结果在解密后与在明文上进行相同计算的结果一致。这使得数据在加

密状态下就能进行处理，大大增强了数据的安全性。

零知识证明则用于向验证者证明某个论断是正确的，而无需泄露除

了论断正确性之外的任何信息。

古之立大事者，不惟有超世之才，亦必有坚忍不拔之志。——苏轼

在实现方面，安全多方计算面临着诸多挑战。首先是计算效率问题。

由于涉及复杂的加密和解密操作，安全多方计算的计算开销通常较大，

这在处理大规模数据时可能会成为瓶颈。为了提高效率，研究人员提

出了多种优化策略，如采用更高效的加密算法、对计算任务进行合理

的分解和并行化处理等。

其次是通信开销。在多个参与方之间进行数据交互时，通信量可能

会很大，影响计算的性能。因此，减少通信量也是实现安全多方计算

的一个重要研究方向。例如，通过数据压缩、预处理等方式来降低通

信成本。

再者，实际应用中的场景复杂多样，需要根据具体需求灵活选择合

适的安全多方计算协议。不同的协议在安全性、效率、适用性等方面

各有优劣，需要综合考虑各种因素来做出最优选择。

安全多方计算在众多领域都有着广泛的应用前景。在医疗领域，不

同医院可以在不泄露患者隐私的情况下，共同分析病例数据，以发现

疾病的规律和趋势。在金融领域，多家银行可以联合进行风险评估，

而无需共享客户的敏感信息。在政务领域，不同部门可以协同处理数

据，提高政务服务的效率和质量。

然而，要实现安全多方计算的广泛应用，还需要解决一些问题。一

方面，需要进一步提高技术的成熟度和易用性，降低使用门槛。另一

方面，相关的法律法规和政策也需要不断完善，为安全多方计算的应

用提供明确的规范和保障。

子曰:“知者不惑，仁者不忧，勇者不惧。”——《论语》

总之，安全多方计算作为一种具有巨大潜力的技术，为保护数据安

全和隐私提供了全新的思路和方法。虽然目前还存在一些挑战，但随

着研究的不断深入和技术的不断进步，相信它将在未来的数字世界中

发挥越来越重要的作用，为我们的生活带来更多的便利和安全。