1. 引言
前序博客:
Carnegie Mellon University团队Mingxun Zhou等人2023年论文《Piano: Extremely Simple, Single-Server PIR with Sublinear Server Computation》,开源代码实现见:
本文构建的PIANO为:
- sublinear-time single-server pre-processing Private Information Retrieval(PIR) schema。为第一个使用的single-server sublinear-time PIR方案。
- 优化了client storage和server computation
- 基于的假设仅为:存在One Way Function(OWF)。之前的PIR方案需利用如Homomorphic Encryption(同态加密)等重密码学机制,本方案仅需利用如PRF等轻密码学机制——在实际实现时更易于实例化。
- 摊销后的online server computation和client computation为 O ~ ( n ) \tilde{O}(\sqrt{n}) O~(n)
- 每次query的online communication为 O ( n ) O(\sqrt{n}) O(n),需要的client storage为 O ~ λ ( n ) \tilde{O}_{\lambda}(\sqrt{n}) O~λ(n)
- 比现有的linear time single-server方案快约10~300倍,与最快的two-server方案速度相当。
- 以具有16亿条记录100GB的数据库为例,本方案在单核系统的online computation time 小于40ms。
MIT团队 Alexandra Henzinger等人2022年论文《One Server for the Price of Two: Simple and Fast Single-Server Private Information Retrieval》中实现了2中PIR方案:
- SimplePIR
- DoublePIR
相应的开源代码实现见:
PIANO-PIR与SimplePIR、non-private baseline的性能对比为:
现有的single-server PIR方案对比为: