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Reports (Research Report) Year : 2014

Can Homomorphic Cryptography ensure Privacy?

Le chiffrement homomorphe peut-il assurer le respect de la vie privée ?

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Abstract

The advent of information technology, the dramatic increase of computational and storage capacities along with the development of worldwide communications promise very personalized, well designed and convenient services. However, although privacy is an important right in our societies, these services often neglect and abuse their consumers' privacy, by collecting sensible data notably. This work focuses on the protection of privacy in information systems. For this, it is known that traditional cryptography (e.g. encryption or signature schemes) is necessary, for instance to ensure confidentiality, but it is not sufficient. To enable usability and privacy at the same time, stronger tools are required. Homomorphic cryptography is a possible and promising candidate for this purpose. This technology allows manipulating encrypted data and performing logical operations on it without actually accessing the data in the clear. In particular, homomorphic cryptography is envisioned as the perfect technology for secure computation (or storage) delegation in the cloud. This work investigates how homomorphic cryptography can enable privacy, by first giving a deep insight of the field of privacy in computer science (systems of interest, tools, main goals, ...) and then presenting homomorphic cryptography and more specifically (fully) homomorphic encryption, aggregating the work done in this branch of cryptography in the last 30 years. At last, this work gives clues to answer the main question can homomorphic cryptography ensure privacy?, and interesting leads currently investigated or yet to be considered.
L'avènement des technologies de l'information, l'augmentation des capacités de calcul et de stockage des appareils ainsi que le développement des communications promettent des services personnalisés, faciles d'utilisation et utiles au plus grand nombre. Cependant, et bien que la vie privée soit une droit fondamental de nos sociétés, ces services négligent souvent la vie privée de leurs consommateurs et en abusent, notamment à travers la collecte intensive de données sensibles. Ces travaux s'intéressent à la protection de la vie privée dans les sys- tèmes d'information. Pour cela, il est admis qu'il est nécessaire de faire appel à la cryptographie traditionnelle (e.g. schémas de chiffrement ou de signature), par exemple pour assurer la confi- dentialité, mais cela ne suffit pas. Afin de réconcilier utilité et vie privée, des outils plus puissants sont nécessaires. La cryptographie homomorphe est un candidat prometteur en vue d'atteindre ce but. Cette technologie permet de manipuler et d'effectuer des opérations logiques sur des données chiffrées sans avoir accès aux données sous-jacentes. En particulier, la cryptographie homomorphe est toute désignée pour permettre la délégation au cloud du stockage et du calcul sur des données sensibles. Ces travaux étudient comment la cryptographie homomorphe peut être utilisée pour assurer le respect de la vie privée, d'abord en donnant une vue approfondie du champs de recherche que constitue la protection de la vie privée, puis en présentant la cryptographie homomorphe et plus spécifiquement le chiffrement homomorphe complet en faisant une synthèse des travaux effectué dans cette branche de la cryptographie depuis les 30 dernières an- nées. Enfin ce travail donne des éléments de réponse à la question la cryptographie homomorphe peut-elle assurer la vie privée ?, ainsi que des axes de recherche en cours et d'autres à considérer.
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hal-01052509 , version 1 (04-08-2014)
hal-01052509 , version 2 (21-10-2014)

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Attribution - NonCommercial - ShareAlike - CC BY 4.0

Identifiers

  • HAL Id : hal-01052509 , version 2

Cite

Antoine Guellier. Can Homomorphic Cryptography ensure Privacy?. [Research Report] RR-8568, IRISA; Supélec Rennes, équipe Cidre; Inria. 2014, pp.109. ⟨hal-01052509v2⟩
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