[發(fā)明專(zhuān)利]一種隱私保護(hù)的圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210085207.8
• 申請(qǐng)日: 2022-01-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114491629A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭宜峰;王松磊
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）
• 主分類(lèi)號(hào): G06F21/62
• 分類(lèi)號(hào): G06F21/62;G06F21/60;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 深圳市君勝知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44268
• 代理人: 陳專(zhuān)

本發(fā)明公開(kāi)了一種隱私保護(hù)的圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練方法及系統(tǒng)，本發(fā)明提供的隱私保護(hù)的圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練方法中，圖數(shù)據(jù)的原始數(shù)據(jù)持有終端對(duì)圖數(shù)據(jù)中節(jié)點(diǎn)的真實(shí)鄰居節(jié)點(diǎn)中填充了虛假的鄰居節(jié)點(diǎn)，并設(shè)置了虛假的鄰居節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的邊權(quán)值為0，將包括真實(shí)鄰居節(jié)點(diǎn)和虛假鄰居節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的邊權(quán)值組成的數(shù)組以及節(jié)點(diǎn)的特征向量基于加性秘密共享的方式進(jìn)行加密后分別發(fā)送給第一計(jì)算終端和第二計(jì)算終端進(jìn)行圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練過(guò)程中的計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了圖數(shù)據(jù)所有者將非結(jié)構(gòu)化信息以及結(jié)構(gòu)化信息進(jìn)行細(xì)致完全的加密處理、計(jì)算終端可以在不獲知明文圖數(shù)據(jù)的情況下進(jìn)行隱私保護(hù)的圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及信息安全技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種隱私保護(hù)的圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隱私保護(hù)的機(jī)器學(xué)習(xí)近年來(lái)受到了極大的關(guān)注，然而現(xiàn)有的隱私保護(hù)的機(jī)器學(xué)習(xí)訓(xùn)練工作都是關(guān)于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練，即設(shè)計(jì)面向非圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的隱私保護(hù)的機(jī)器學(xué)習(xí)訓(xùn)練協(xié)議，而相較于非圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)中除了有非結(jié)構(gòu)化信息如圖節(jié)點(diǎn)的特征以及部分節(jié)點(diǎn)的標(biāo)簽需要保護(hù)之外，還有諸如每個(gè)節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)、連接的節(jié)點(diǎn)之間的權(quán)值，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)的數(shù)量等多種結(jié)構(gòu)化信息需要保護(hù)，現(xiàn)有技術(shù)中并沒(méi)有如何在圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)上進(jìn)行圖卷積網(wǎng)絡(luò)的隱私保護(hù)訓(xùn)練的解決方案。

因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待改進(jìn)和提高。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提供一種隱私保護(hù)的圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練方法及系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中沒(méi)有在圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)上進(jìn)行圖卷積網(wǎng)絡(luò)的隱私保護(hù)訓(xùn)練的解決方案的問(wèn)題。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明的第一方面，提供一種隱私保護(hù)的圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練方法，所述方法包括：

原始數(shù)據(jù)持有終端隨機(jī)生成圖數(shù)據(jù)中的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第一加密向量，基于所述第一加密向量和所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的初始特征向量生成所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第二加密向量，并將所述第一加密向量發(fā)送給第一計(jì)算終端，將所述第二加密向量發(fā)送給第二計(jì)算終端，其中，所述第一加密向量和所述第二加密向量的和為所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的初始特征向量；

所述原始數(shù)據(jù)持有終端基于所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的鄰居節(jié)點(diǎn)和所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)與所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的連線對(duì)應(yīng)的邊權(quán)值生成所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)數(shù)組，所述目標(biāo)數(shù)組中的元素的索引為所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的真實(shí)鄰居節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)ID和虛假鄰居節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)ID，所述目標(biāo)數(shù)組中的元素包括第一元素和第二元素，所述第一元素為所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的真實(shí)鄰居節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)ID對(duì)應(yīng)的元素，所述第二元素為所述虛假鄰居節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的元素，所述第一元素為所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的真實(shí)鄰居節(jié)點(diǎn)與所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的連線對(duì)應(yīng)的邊權(quán)值，所述第二元素為0；

所述原始數(shù)據(jù)持有終端隨機(jī)生成所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第一加密數(shù)組，基于所述第一加密數(shù)組和所述目標(biāo)數(shù)組生成所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第二加密數(shù)組，將所述第一加密數(shù)組發(fā)送給所述第一計(jì)算終端，將所述第二加密數(shù)組發(fā)送給所述第二計(jì)算終端，其中，所述第一加密數(shù)組和所述第二加密數(shù)組的和為所述目標(biāo)數(shù)組；

所述第一計(jì)算終端和所述第二計(jì)算終端根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)，基于加性秘密共享執(zhí)行圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練過(guò)程中的計(jì)算。

所述的隱私保護(hù)的圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練方法，其中，所述第一計(jì)算終端和所述第二計(jì)算終端根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)，基于加性秘密共享執(zhí)行圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練過(guò)程中的計(jì)算之前，包括：

所述第一計(jì)算終端和所述第二計(jì)算終端基于加性秘密共享對(duì)所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的初始特征向量進(jìn)行歸一化處理。

所述的隱私保護(hù)的圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練方法，其中，所述第一計(jì)算終端和所述第二計(jì)算終端根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)，基于加性秘密共享執(zhí)行圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練過(guò)程中的計(jì)算，包括：

所述第一計(jì)算終端和所述第二計(jì)算終端基于加性秘密共享通過(guò)第一計(jì)算公式協(xié)同計(jì)算所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)在圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)第k層的聚合狀態(tài)；

所述第一計(jì)算公式為：