[發明專利]一種基于安全兩方計算線性回歸算法的數據隱私保護系統

在審

• 申請號: 202011004265.0
• 申請日: 2020-09-22
• 公開（公告）號: CN112182649A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 魏立斐;張蕾;李夢思;陳聰聰
• 申請（專利權）人: 上海海洋大學
• 主分類號: G06F21/62
• 分類號: G06F21/62;H04L9/00;H04L9/08;H04L29/06
• 代理公司: 上海申浩律師事務所 31280
• 代理人: 張潔

1.一種基于安全兩方計算線性回歸算法的數據隱私保護系統，其特征在于，包括數據預處理模塊、秘密共享值乘積模塊、模型參數訓練模塊、預測模塊、多個數據提供端、第一云服務器、第二云服務器、數據請求端，所述數據提供端用于提供線性回歸模型的訓練集，每個數據提供端擁有不同的數據，將數據聚合起來構成訓練集，采用同態代理重加密算法進行數據加密后存儲在第一云服務器，所述第一云服務器與第二云服務器協作完成線性回歸模型的訓練，所述基于安全兩方計算的線性回歸算法，包括：

步驟S1：采用秘密共享值的乘法，

步驟S2：訓練數據預處理，

步驟S3：參數初始化，

步驟S4：模型參數更新，

步驟S5：預測數據預處理，

步驟S6：計算預測共享值，

步驟S7：重構預測結果。

2.根據權利要求1所述的一種基于安全兩方計算線性回歸算法的數據隱私保護系統，其特征在于，所述步驟S1用于解決安全兩方計算中秘密值的共享問題，利用加法同態加密的方法保護其中一個計算方的私有值，利用加法掩碼的方式保護另一計算方的私有值，從而在不泄露雙方秘密值的基礎上，實現秘密共享值之間的乘法計算，為了清晰表述該步驟的實現效果，假設計算方S₀擁有私有矩陣M₀和私有向量v₀，另一計算方S₁擁有私有矩陣M₁和私有向量v₁，執行該步驟之后，S_i(i＝0，1)可以得到p_i＝Multi(M₀，M₁，v₀，v₁)。

3.根據權利要求1所述的一種基于安全兩方計算線性回歸算法的數據隱私保護系統，其特征在于，所述步驟S1包括如下步驟：

S11：S_i(i＝0，1)分別生成自己的同態加密密鑰對(pk₀，sk₀)和(pk₁，sk₁)(其中pk_i和sk_i分別表示S_i的公鑰和私鑰)，并使用自己的公鑰pk_i加密自己的私有矩陣M_i得到Enc(M_i)后，將自己的公鑰pk_i和加密矩陣Enc(M_i)發給對方S_1-i(i＝0，1)，

S12：S_1-i(i＝0，1)收到對方公鑰pk_i和加密矩陣Enc(M_i)后，隨機生成一個與自身私有向量v_1-i維度大小相同的向量r_1-i，并使用對方的公鑰pk_i加密得到Enc(r_1-i)，

S13：S_1-i(i＝0，1)利用加法同態加密的原理Enc(a)+Enc(a)＝Enc(2a)計算Enc(M_iv_1-i-r_1-i)后將結果發送給S_i，

S14：S_i(i＝0，1)收到Enc(M_iv_1-i-r_1-i)后，使用自己的私鑰sk_i解密得到M_iv_1-i-r_1-i，

S15：S_i(i＝0，1)分別計算得到

p_i＝(M_iv_i)+(M_iv_1-i-r_1-i)+(r_i)。