[發明專利]一種基于多密鑰同態加密的外包隱私保護方法和設備

有效

• 申請號: 202210738540.4
• 申請日: 2022-06-28
• 公開（公告）號: CN114817999B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 楊潤峰;曲武;胡永亮
• 申請（專利權）人: 北京金睛云華科技有限公司;金睛云華（沈陽）科技有限公司
• 主分類號: G06F21/62
• 分類號: G06F21/62;G06F21/60
• 代理公司: 遼寧惟則知識產權代理事務所(普通合伙) 21273
• 代理人: 李巨智

1.一種基于多密鑰同態加密的外包隱私保護方法，其特征在于，包括用戶、評估器和若干個模型擁有者，每個所述模型擁有者擁有一個kNN模型；所述方法包括：

第一階段：所述評估器接收由每個所述模型擁有者對其擁有的kNN模型進行加密得到的加密kNN模型，以及接收由所述用戶對輸入信息進行加密得到的加密輸入信息；

第二階段：所述評估器根據所述加密kNN模型對所述加密輸入信息進行分類計算，得到若干個類標簽；對所述若干個類標簽進行聚合，得到所述若干個類標簽的數量，并將所述若干個類標簽與所述若干個類標簽的數量發送至所述用戶；

第三階段：所述評估器對所述若干個類標簽的密文進行擴展，得到擴展密文，并發送至每個所述模型擁有者；所述擴展密文用于觸發每個所述模型擁有者構建部分解密組件，并返回至所述評估器；所述評估器將每個所述模型擁有者構建的部分解密組件進行聚合，得到聚合解密組件，并將所述聚合解密組件發送至所述用戶，使所述用戶對所述聚合解密組件進行解密。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，每個所述模型擁有者對其擁有的kNN模型進行加密得到加密kNN模型，包括：

每個所述模型擁有者生成第一AES密鑰，根據生成第一SWHE密鑰對和評估輔助元素，然后生成SWHE聯合密鑰；

利用第一SWHE密鑰加密所述第一AES密鑰，得到加密后的第一AES密鑰。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，用戶對輸入信息進行加密得到加密輸入信息，包括：

所述用戶生成第二AES密鑰，根據生成第二SWHE密鑰對；

利用所述第二SWHE密鑰對中的第二SWHE密鑰加密所述第二AES密鑰，得到加密后的第二AES密鑰。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述評估器根據所述加密kNN模型對所述加密輸入信息進行分類計算，得到若干個類標簽，包括：

所述評估器對所述加密輸入信息進行擴展，得到第一擴展結果；利用第一SWHE密鑰和第二SWHE密鑰擴展所述第一擴展結果，得到第二擴展結果；

利用點積協議計算每個kNN模型的數據和所述第二擴展結果之間的歐式距離，遍歷全部加密輸入信息后得到加密結果，保存為第一數組發送至所述用戶；

所述評估器調用求最小值協議獲取所述第一數組中的最小值，將所述最小值對應的類別保存到第二數組中；

將所述第一數組中的最小值置為最大值，循環調用求最小值協議，直至達到預設循環次數，此時所述第二數組中存在若干個最鄰近的類別；

通過類別統計函數統計出所述第二數組中出現次數最多的類別，將該類別作為一個類標簽；

循環上述過程，得到若干個類標簽。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述點積協議，包括：

所述評估器利用第一AES密鑰對每個kNN模型數據的每個屬性進行加密，得到加密后的kNN模型數據發送至所述用戶；

所述用戶利用公鑰對所述第二擴展結果的每個屬性進行加密，得到加密后的第二擴展結果；

所述評估器計算所述加密后的kNN模型數據和加密后的第二擴展結果之間的歐式距離。

6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述求最小值協議，包括：

所述評估器調用比較協議，對第一數組中SWHE加密的兩個密文數據的大小進行比較，得到第一比較結果；

所述用戶隨機選擇兩個隨機數，所述兩個隨機數分別為下標較小值和下標較大值；對所述下標較小值增加第一干擾，得到干擾后的下標最小值；以及對所述下標較大值增加第二干擾，得到干擾后的下標較大值；將所述干擾后的下標最小值和所述干擾后的下標較大值發送至所述評估器；

所述評估器根據所述第一比較結果刷新密文，得到下標最小值數組，將所述下標最小值數組和第一比較結果數組 發送至所述用戶；

所述用戶將所述下標最小值數組的值作為下標較小值，用于下一輪比較；將下標最大值數組賦值為0；

循環上述過程，直至所述第一數組中非0的數據個數為1，得到所述第一數組中的最小值。