Kort na de start van het nieuwe jaar, Amerikanen in het hele land zullen terugkeren naar de stembureaus om te stemmen in de presidentiële voorverkiezingen. Hoe zeker ze zich voelen in het stemproces kan afhangen van iets dat 'veilige meerpartijenberekening' wordt genoemd.

Veilige multiparty-berekening stelt verschillende partijen in staat om samen te werken en een probleem op te lossen. Het kan, bijvoorbeeld, houd biedingen privé tijdens een veiling of garandeer privacy tijdens verkiezingsstemmingen. Het belangrijkste is, het zorgt voor vertrouwen in sociale en commerciële interacties.

Computer engineering en computer science onderzoekers bij Purdue werken samen om het antwoord te vinden.

Het project, genaamd High Assurance Compositional Cryptography:Languages ​​and Environments (HACCLE), werkt aan het gebruik van de gebieden beveiliging en programmeertaal om de vragen en hindernissen op te lossen die door de huidige methoden worden gecreëerd.

"De uitdaging is dat er een breed scala aan vragen is die moeten worden beantwoord bij het ontwikkelen van die applicaties, " zei Milind Kulkarni, een universitair hoofddocent in elektrische en computertechniek, wie het project leidt. "En elke keer dat je deze vragen anders beantwoordt, het vergt een heroïsche inspanning van cryptografische experts om een ​​effectieve oplossing te leveren."

Kulkarni zei dat de Purdue-onderzoekers eraan werken om de ontwikkeling van veilige multiparty-applicaties uit het rijk van experts te halen en deze toegankelijk te maken voor gewone programmeurs.

HACCLE is bedoeld om programmeertalen en de verificatie, optimalisatie, en uitvoeringstools om de huidige uitdagingen aan te pakken. Het uiteindelijke doel is om programmeurs in staat te stellen veilige multiparty-berekeningstoepassingen te schrijven met minimale inspanning en maximale prestaties.

Andere faculteiten die betrokken zijn bij projectonderzoek zijn Tiark Rompf, Roopsha Samanta, Hemanta Maji, Aniket Kate, Christina Garman, Benjamin Delaware en Jeremia Blocki, alle professoren in Purdue's Department of Computer Science. De groep werkt samen met Reservoir Labs, een technologie- en oplossingenbedrijf in New York City.

Het project werd onlangs gesubsidieerd door de Intelligence Advanced Research Projects Activity, een organisatie binnen het bureau van de directeur van de nationale inlichtingendienst. Door IARPA's Homomorphic Encryption Computing Techniques met Overhead Reduction, het HACCLE-project zal tot $ 10,7 miljoen ontvangen.

Momenteel, er kunnen een aantal problemen optreden wanneer twee of meer partijen een veilige berekening proberen. Deze variëren van hoeveel moeten de partijen communiceren tot welke specifieke cryptografische technieken het beste werken om dit werk uit te voeren.

"Dat is waar de magie van programmeertalen om de hoek komt kijken, " zei Kulkarni. "Faculteit in de programmeertalen en veiligheidsgebieden, beide sterke punten bij Purdue, zijn nieuwe domeinspecifieke talen aan het ontwerpen om veilige rekenapplicaties voor meerdere partijen te schrijven."

Rompf zegt dat de technologie disciplines zal overschrijden als nooit tevoren.

"Dit project is vooral spannend omdat het op meerdere manieren bruggen bouwt, "zei hij. "Eerst, tussen programmeertalen en veiligheidsonderzoek en de respectieve gemeenschappen. Tweede, op de campus tussen het College of Science en het College of Engineering. Echte vooruitgang kan alleen worden geboekt door grenzen te overschrijden, en daarom zullen we succesvol zijn."

Blok, een assistent-professor in de informatica, zegt dat de nieuwe tools organisaties of individuen in staat kunnen stellen op fundamenteel nieuwe manieren samen te werken, ook al wantrouwen ze elkaar.

"Veilige multiparty-berekening stelt onze (wederzijds wantrouwende) partijen in staat om elke functie van hun gezamenlijke gegevens te berekenen zonder vertrouwelijke gegevens bloot te leggen, " hij zegt.

Hij legt het als volgt uit:stel dat er een groep mensen is, en het doel is om erachter te komen of er romantische paren zijn. Elke persoon schrijft in de naam van hun verliefdheid. Als twee verliefd zijn, beide partijen worden aan het einde van het protocol op de hoogte gebracht. Als niet, niemand zal leren wat een persoon heeft ingevoerd.

"Als onderdeel van het project werken we aan het verbeteren van de belangrijkste cryptografische primitieven die worden gebruikt bij beveiligde multiparty-berekeningen. We willen ook efficiënte technieken ontwikkelen om deze primitieven op een aantoonbaar veilige manier samen te stellen en om de overhead van het uiteindelijke protocol te schatten wanneer we combineren verschillende cryptografische primitieven, ' zei Blocki. 'Uiteindelijk, het doel is om een ​​compiler te ontwikkelen waarmee een ontwikkelaar een protocol in een taal op hoog niveau kan specificeren en vervolgens de beschrijving op hoog niveau kan compileren in een veilig en efficiënt protocol met meerdere partijen."

Met de talen kunnen ontwikkelaars gedistribueerde applicaties op hoog niveau schrijven voor de beveiligde multiparty-berekening, terwijl ze specificeren welke beveiligingseigenschappen ze willen garanderen. HACCLE-projectonderzoek zal ook sterke formele garanties bieden dat de berekeningen de gewenste functionaliteit en veiligheid bieden.