[發明專利]一種基于NTRU加密算法的多用戶隱私推薦方法

在審

• 申請號: 202011463577.8
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112528303A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 劉亦欣;王家偉;郭雪榮;李自力;張吉
• 申請（專利權）人: 重慶交通大學
• 主分類號: G06F21/60
• 分類號: G06F21/60;G06F21/62;G06F16/9536
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 胡逸然

1.一種基于NTRU加密算法的多用戶隱私推薦方法，其特征在于，每個用戶及服務商擁有獨自的公鑰及私鑰，包括如下步驟：

S1、對服務器的推薦模型的權重進行編碼得到權重編碼信息，使用服務商的公鑰對權重編碼信息進行加密得到加密權重編碼信息；

S2、對用戶輸入的信息進行編碼得到用戶編碼信息，使用用戶的公鑰對用戶編碼信息進行加密得到加密用戶編碼信息；

S3、將加密權重編碼信息及加密用戶編碼信息進行同態推薦得到加密推薦信息；

S4、使用服務商私鑰對加密推薦信息進行部分解密，得到部分加密推薦信息；

S5、使用用戶私鑰對部分加密推薦信息解密；

S6、對解密后的信息解碼得到推薦結果。

2.如權利要求1所述的基于NTRU加密算法的多用戶隱私推薦方法，其特征在于，編碼方法如下：

將待編碼的數據被分為整數部分和小數部分，將整數部分轉換為二進制形式表達，整數部分向前填充零直到達到N/2位，N表示預設多項式長度，得到整數部分向量h₁，代表二進制第一個非0元素；將小數部分轉換為二進制形式表達，小數部分向后填充零直到達到N/2位，得到小數部分向量h₂，代表二進制最后一個非0元素；二進制向量h＝[h₂,h₁]；x＝[x^N-1 x^N-2...x⁰]^T，x表示多項式中的變量，xⁱ表示變量的i次冪，i＝0,1,2，…，N-1；多項式r＝hx。

3.如權利要求1所述的基于NTRU加密算法的多用戶隱私推薦方法，其特征在于，密鑰生成方法如下：

首先從離散高斯分布中取隨機取兩個有界多項式f',g，即f',g←χ，χ＝χ(κ)，以B為邊界；令f:＝pf'+1，使得f≡1(mod p)；計算公鑰定義為h＝pgf^-1∈R_q，私鑰定義為f∈R，如果f在R_q上不可逆則重新生成f'；χ表示離散高斯分布，χ(κ)表示安全參數κ下的離散高斯分布，κ表示安全參數，f表示通過f'變換來的多項式，p表示與f同余的常數，R_q表示模q下的多項式環；

加密方法如下：

從χ分布中隨機取兩個有界多項式s,e，s,e←χ，計算輸出密文c，c:＝hs+pe+m∈R_q；

解密方法如下：

令μ＝fc∈R_q，計算輸出μ(mod p)得到消息m；

當服務商與用戶的密文作加法計算時，

f₁f₂(c₁+c₂)＝2(f₁f₂(e₁+e₂))+f₂g₁s₁+f₁g₂s₂)+f₁f₂(m₁+m₂)

＝2E_add+f₁f₂(m₁+m₂)

式中，f₁和f₂分別為服務商和用戶的私鑰，c₁和c₂分別為服務商和用戶的密文，g₁、g₂、e₁、e₂、s₁和s₂分別為服務商和用戶對應的有界多項式，m₁和m₂分別為推薦模型的權重和用戶輸入的信息，E_add表示同態計算產生的噪聲；

當服務商與用戶的密文作乘法計算時，

f₁f₂(c₁c₂)(mod 2)＝2(2g₁g₂s₁s₂+g₁s₁f₂(2e₂+m₂)+g₂s₂f₁(2e₁+m₁)+f₁f₂(e₁m₂+e₂m₁+2e₁e₂))+f₁f₂(m₁m₂)(mod 2)

＝2E_mult+f₁f₂(m₁m₂)

＝m₁m₂(mod 2)

式中，E_mult表示同態計算產生的噪聲。