ABY 开源项目教程

1. 项目介绍

ABY 是一个用于高效混合协议安全两方计算（Secure Two-Party Computation, 2PC）的开源框架。它结合了基于算术共享（Arithmetic sharing）、布尔共享（Boolean sharing）和姚氏混淆电路（Yao's garbled circuits）的安全计算方案，提供了在安全两方计算中的最佳实践解决方案。ABY 允许预计算几乎所有的加密操作，并提供了基于预计算的 Oblivious Transfer（OT）扩展的高效转换机制。

ABY 支持多种标准操作，并提供了示例应用程序。该项目主要用于测试目的，不建议在生产环境中使用，因为无法保证其安全性和正确性。

2. 项目快速启动

2.1 环境准备

ABY 项目需要以下环境：

• Linux 发行版（推荐使用 Debian 或 Ubuntu）
• 编译器和标准库（支持 C++17 及以上版本）
• 依赖包：g++, cmake, libgmp-dev, libssl-dev, libboost-all-dev

可以使用以下命令安装依赖包：

sudo apt-get install g++ cmake libgmp-dev libssl-dev libboost-all-dev

2.2 下载和编译

1. 克隆 ABY 项目仓库：

git clone https://github.com/encryptogroup/ABY.git

2. 进入项目目录：

cd ABY

3. 创建并进入构建目录：

mkdir build && cd build

4. 使用 CMake 配置构建：

cmake ..

5. 编译项目：

make

编译完成后，生成的可执行文件和库文件将位于 bin/ 和 lib/ 目录中。

3. 应用案例和最佳实践

3.1 百万富翁问题

百万富翁问题是由姚期智在1982年提出的经典问题，涉及两个想要找出谁更富有的当事人，而不透露他们的实际财富。ABY 提供了一个简单的示例应用程序来解决这个问题。

3.2 安全计算 AES

ABY 还提供了一个安全计算 AES 加密的示例，其中一个当事人输入密钥，另一个当事人输入消息，双方协作完成加密过程。

3.3 欧几里得距离

ABY 支持计算两个二维坐标的欧几里得距离，这是一个常见的安全计算应用场景。

3.4 最小欧几里得距离

ABY 还支持计算一个 d 维元素与一个包含 n 个 d 维元素的数据库之间的最小欧几里得距离。

3.5 算术内积

ABY 提供了计算 N 个值的算术内积的示例，即将 N 个值按组件相乘，然后将所有乘积结果相加（模 16 位）。

3.6 安全哈希函数评估 SHA1

ABY 支持双方将他们的 256 位输入连接成一个 512 位的消息，并协作使用 SHA1 进行哈希计算。

3.7 LowMC 块密码家族

ABY 还支持 LowMC 块密码家族，其中一个当事人输入密钥，另一个当事人输入消息，双方协作完成加密过程。

4. 典型生态项目

ABY 作为一个安全两方计算框架，可以与其他安全计算相关的项目结合使用，例如：

• MP-SPDZ: 一个多方的安全计算框架，可以与 ABY 结合使用以扩展到多方计算场景。
• EMP-toolkit: 另一个安全计算工具包，提供了多种安全计算协议的实现。
• SCALE-MAMBA: 一个基于安全计算的教学和研究平台，可以与 ABY 结合进行更复杂的安全计算实验。

通过结合这些生态项目，ABY 可以应用于更广泛的场景，如隐私保护的数据分析、安全多方计算等。