[發(fā)明專(zhuān)利]基于集合運(yùn)算的保密統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)共享方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010887048.4
• 申請(qǐng)日: 2020-08-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111984984B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣瀚;徐秋亮;宋祥福;藺國(guó)強(qiáng);汪達(dá)安;許繼月
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F21/60
• 分類(lèi)號(hào): G06F21/60
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張慶騫

1.一種基于集合運(yùn)算的保密統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)共享方法，其特征在于，包括：

保密統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)共享的通信一方利用布谷哈希將輸入的集合X映射到哈希表中，保密統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)共享的通信另一方利用普通哈希將輸入的集合Y中的每個(gè)元素放置到哈希表中的所有可能位置；

利用共享成員測(cè)試方法，判斷通信一方的輸入集合中的元素是否屬于通信另一方的輸入集合，得到共享計(jì)算結(jié)果；

所述共享成員測(cè)試針對(duì)以下場(chǎng)景：P₀持有元素x,P₁持有集合Y，P₀想測(cè)試元素x是否屬于P₁的集合Y，針對(duì)該場(chǎng)景，要求成員測(cè)試的結(jié)果共享在通信雙方，而任意一方不知道測(cè)試結(jié)果，為此，定義如下的共享成員測(cè)試?yán)硐牍δ芎瘮?shù)F_SPMT：

F_SPMT功能函數(shù)：

1)P₀輸入元素x，P₁輸入集合Y

2)計(jì)算成員測(cè)試結(jié)果c,如果x∈Y，則c←1,否則c←0

3)隨機(jī)選取發(fā)送r給P₀,發(fā)送c⊕r給P₁

針對(duì)該理想功能函數(shù)，給出了一個(gè)計(jì)算F_SPMT的協(xié)議Π_SPMT，該協(xié)議利用了功能函數(shù)F_OPRF和F_SEQ，因此工作在(F_OPRF，F(xiàn)_SEQ)-混合模式，

Π_SPMT:

1)P₀作為F_OPRF的接收方，輸入x，P₁作為F_OPRF的接收方，最終，F(xiàn)_OPRF發(fā)送偽隨機(jī)函數(shù)F的密鑰key給P₁，發(fā)送F(key,x)給P₀；

2)針對(duì)任意y_i∈Y，其中i∈[1,|Y|],P₁隨機(jī)選取r∈F_p，計(jì)算多項(xiàng)式：

P₁發(fā)送多項(xiàng)式P的系數(shù)給P₀；

3)P₀計(jì)算s＝P(F(key,x))，兩個(gè)參與方調(diào)用F_SEQ，其中P₀輸入s，P₁輸入r，最終參與方共享r和s的等值關(guān)系；

通過(guò)協(xié)議Π_SPMT，參與方首先調(diào)用F_OPRF使得P₀拿到PRF輸出F(key,x)，隨后，P₁生成多項(xiàng)式P(x)并將多項(xiàng)式的系數(shù)發(fā)送給P₀，如果x∈Y，那么x必定是P(x)–r的某個(gè)零點(diǎn)值，那么P₀計(jì)算s＝P(F(key,x))必定和r相等，因此，對(duì)s和r調(diào)用共享等值功能函數(shù)F_SEQ，最終將x是否屬于Y最終共享到參與方；基于共享計(jì)算結(jié)果，計(jì)算關(guān)于集合X和Y運(yùn)算的統(tǒng)計(jì)信息，利用茫然偽隨機(jī)函數(shù)在保密統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)共享的通信雙方之間傳輸相應(yīng)集合統(tǒng)計(jì)信息。

2.如權(quán)利要求1所述的基于集合運(yùn)算的保密統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)共享方法，其特征在于，集合X和集合Y的協(xié)議通信復(fù)雜度相等。

3.如權(quán)利要求1所述的基于集合運(yùn)算的保密統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)共享方法，其特征在于，保密統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)共享的通信一方的輸入集合還對(duì)應(yīng)有權(quán)值集合，權(quán)值集合中的元素由輸入集合中各元素的權(quán)值構(gòu)成。

4.如權(quán)利要求3所述的基于集合運(yùn)算的保密統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)共享方法，其特征在于，關(guān)于集合X和Y運(yùn)算的統(tǒng)計(jì)信息包括交/并集大小、交集權(quán)值和以及交集權(quán)值方差。

5.如權(quán)利要求1所述的基于集合運(yùn)算的保密統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)共享方法，其特征在于，茫然偽隨機(jī)函數(shù)通過(guò)保密統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)共享的通信雙方計(jì)算AES來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中發(fā)送方持有密鑰，接收方持有輸入數(shù)據(jù)，雙方執(zhí)行安全計(jì)算AES，最終將安全計(jì)算結(jié)果揭示給接收方。