[發明專利]一種同態計算方法及系統、同態請求、計算和服務設備

在審

• 申請號: 202210114026.3
• 申請日: 2022-01-30
• 公開（公告）號: CN114528569A
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 黃澤強;陳思;樊俊鋒
• 申請（專利權）人: 深圳市紐創信安科技開發有限公司
• 主分類號: G06F21/60
• 分類號: G06F21/60
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產權代理有限公司 44281
• 代理人: 郭燕;彭家恩

本申請公開了一種同態計算方法及系統、同態請求、計算和服務設備，首先同態服務設備生成第一加密密鑰，同態請求設備和同態服務設備共同依據第一密鑰對第一數據集以第一加密方式獲取第一加密數據集，同態服務設備依據第一密鑰對第二數據集以第一加密方式獲取第二加密數據集；再由同態請求設備生成同態私鑰和公鑰，依據同態公鑰或同態私鑰與第一加密數據集以獲取第一同態加密數據集；同態計算設備依據同態公鑰對第一同態加密數據集和第二加密數據集進行同態計算獲取第二同態加密數據集。最后同態請求設備依據同態私鑰和第二同態加密數據集獲取第三數據集。由于采用三方協同方式，并采用指定的同態計算設備執行同態計算，使得同態計算效率更高。

技術領域

本發明涉及數據安全保護技術領域，具體涉及一種同態計算方法及系統、同態加密、計算和服務設備。

背景技術

隨著互聯網技術的高速發展，不斷增加的數據量被傳輸、存儲、計算。其中的很多數據是關鍵的、加密的、安全的或私有的。特別是私有的數據，還可能受機密性法律和法規的保護。用戶一般都通過對數據進行加密保護，免受惡意內部人員、外部攻擊者或意外暴露。在傳統的加密機制下，數據在傳輸和存儲的環節都可以實現加密保護。但涉及數據使用的環節中，密文數據往往需要解密后才能對數據進行加工，導致明文數據極容易受到攻擊。學術和工業界一直為解決這一難題提出各種方案，如同態加密。同態加密（HomomorphicEncryption, HE）是應用非常廣的密碼學工具，滿足密文同態運算性質的加密算法，即數據經過同態加密之后，對密文進行特定的計算，得到的密文計算結果在進行對應的同態解密后的明文等同于對明文數據直接進行相同的計算，實現數據的“可算不可見”。因此被廣泛應用在隱私保護的云服務計算、外包計算、聯邦學習等場景中，是新興隱私技術的一個方向。然而參與同態加密過程的往往是給定數域下的大整數，大整數需要進行較多的模冪運算以滿足其密碼學性質。大整數也可以稱作高精度數，一般指其范圍已經超出了基本數據類型能夠表示的范圍的數，同態加密中的大整數的位數能夠達到1024比特或者2048比特，而大整數的模冪運算又需要將大整數自乘很多次，從而給計算效率帶來挑戰。目前，同態計算要求計算的全程需要在密文狀態下完成，相比明文計算，密文計算速度下降3-6個量級，需要更大的算力資源支持同態計算。因此，如何提高同態加密下密文數乘運算的效率，以提高同態加密的適用性，是目前亟需解決的問題。

發明內容

本申請主要解決的技術問題是如何提高同態計算的計算效率。

第一方面，一種實施例中提供一種同態計算系統，包括同態請求設備、同態計算設備和同態服務設備；所述同態計算系統用于對第一數據集和第二數據集進行同態加密計算，以獲取第三數據集；

所述同態服務設備用于生成第一加密密鑰；

所述同態請求設備和所述同態服務設備用于共同依據所述第一加密密鑰以第一加密方式對所述第一數據集進行加密，以使得所述同態請求設備獲取第一加密數據集；

所述同態服務設備還用于依據所述第一加密密鑰以第一加密方式對所述第二數據集進行加密，并將獲取的第二加密數據集發送給所述同態計算設備；

所述同態請求設備還用于生成同態私鑰和同態公鑰，并依據所述同態公鑰或同態私鑰與所述第一加密數據集獲取第一同態加密數據集，并將所述同態公鑰和所述第一同態加密數據集發送給所述同態計算設備；

所述同態計算設備用于依據所述同態公鑰對第一同態加密數據集和第二加密數據集進行同態計算，以獲取第二同態加密數據集，并將獲取的所述第二同態加密數據集發送給所述同態請求設備；

所述同態請求設備還用于依據所述同態私鑰和所述第二同態加密數據集獲取所述第三數據集。

一實施例中，所述同態請求設備和所述同態服務設備用于共同依據所述第一加密密鑰以第一加密方式對所述第一數據集進行加密，以使得所述同態請求設備獲取第一加密數據集，包括：

所述同態請求設備用于將所述第一數據集以第二加密方式進行加密，以獲取中轉加密數據集，并將獲取的所述中轉加密數據集發送給所述同態服務設備；