乱码电路第2部分：通用解决方案

在我们的乱码电路系列的第 1 部分中，我们找到了拯救遇难朋友的特定问题解决方案。但是，该解决方案没有提供私下计算函数的通用方法（不透露其输入）。构建用于评估特定函数f（x）的通用解决方案的一种方法是设计一个电路，将可能的输入x映射到可能的输出f（x）。例如，考虑一个NAND门：

门将其输入导线 （{0，1}， {0，1}） 的所有可能值映射到其输出导线 {0，1} 的值。但是，为了找到输出导线的值，评估器必须知道输入导线的值。我们的目标问题要求输入线保持私有，因此我们需要修改这种方法。

乱码电路

一般的解决方案是由图灵奖获得者Andrew Yao在1986年给出的[1]。令人难以置信的是，Yao证明了任何多项式时间函数都可以通过“乱码”规则电路在多项式时间内安全地计算（不泄露玩家的输入）。在本介绍中，我们将考虑最简单的情况，即只有两个参与者，爱丽丝和鲍勃。每个都有一个不应透露给对方的专用输入位，并且每个都想了解NAND（Alice Input，Bob Input）的结果。由于任何函数都可以从NAND门构造，因此仅显示如何乱码就足够了。我们将让 Alice 生成（构建）乱码电路，Bob 将评估乱码电路以恢复结果。

发电机步骤（爱丽丝）

生成器的第一步是将导线输入 {0，1} 替换为独立且相同分布 （i.i.d.） 随机值 K。这些随机值将用作对称密码（如 AES）的加密密钥。在我们的表示法中，K 映射到的二进制值 {0，1} 是上标，而 K 对应的输入线 {1，2} 是下标。在我们的示例中，Alice 将向导线 1 提供输入，Bob 将向导线 2 提供输入。

由于 Alice（电线 1）知道她的输入位 b，她只需删除与 1-b 对应的另一个键。但是，Alice 将如何向 Bob 发送与他的输入位对应的密钥？

显而易见的解决方案存在问题：

如果鲍勃向爱丽丝索要与他的位b相对应的密钥，那么他已经透露了他的私人输入。

如果 Alice 向 Bob 发送 b 和 1-b 的两个键，那么 Bob 可以在两个输入上评估 f（x），而不仅仅是一个输入。这揭示了其他信息，可能包括爱丽丝的私人输入。

若要理解为什么发送两个密钥都会显示其他信息，请考虑一个示例，其中 Alice 的输入位为 0，Bob 的输入位为 0。NAND（0，0） 的输出为 1。如果 Bob 只知道他的输入位是 0 并且结果是 0，那么 Alice 的输入位可能是 0 或 1。但是，如果 Bob 能够同时评估 0 和 1 上的门，他会发现 NAND（A，0）=1 和 NAND（A，1）=1，这表明 Alice 的输入位必须是0。这是对爱丽丝私人输入位的不必要披露。

由于 Bob 无法要求他的输入密钥，而 Alice 无法同时给他两个可能的密钥，因此我们需要一个解决方案，其中 Bob 只接收其输入位的密钥，而 Alice 不知道她发送给 Bob 的密钥。不可能的？

审核编辑：郭婷