[發(fā)明專利]一種基于保密編碼的多方安全隱私計(jì)算方法

在審

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• 申請日: 2022-10-10
• 公開（公告）號(hào): CN115603996A
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡聰;蔣明;王雙;張翠翠;孫佳麗;劉翠玲;張庭曾;王鵬;張昀曄;盧銳軒;朱新華;雷沁怡;徐超;孫琦;程偉;趙林燕;張良培
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)安徽省電力有限公司信息通信分公司
• 主分類號(hào): H04L9/40
• 分類號(hào): H04L9/40;H04L9/30
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 杜靜靜

本發(fā)明涉及基于保密編碼的多方安全隱私計(jì)算方法，首先對持有方的數(shù)據(jù)進(jìn)行本地保密編碼矢量構(gòu)造，而后將保密編碼矢量進(jìn)行公鑰加密并發(fā)送給其它數(shù)據(jù)持有方；收到此加密數(shù)據(jù)的一方在利用本地保密編碼矢量對加密數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算后將結(jié)果返還數(shù)據(jù)發(fā)出一方；數(shù)據(jù)發(fā)出方利用私鑰解密并進(jìn)行雙方數(shù)據(jù)的隱私比較。使用保密編碼矢量函數(shù)構(gòu)造的隱私比較算法的優(yōu)勢在于利用保密編碼函數(shù)的特性，持有數(shù)據(jù)發(fā)送方無法得知數(shù)據(jù)接收方的輸入，且無法從保密編碼函數(shù)的輸出中反推出輸入，由此提升了數(shù)據(jù)隱私比較的安全性。本發(fā)明使得數(shù)據(jù)持有方在不泄露任何額外信息的情況下，比較各方持有的數(shù)據(jù)。有效地解決了現(xiàn)有的解決方案都比較復(fù)雜而且只適用于自然數(shù)的比較的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種計(jì)算方法，具體涉及一種基于保密編碼的多方安全隱私計(jì)算方法，屬于網(wǎng)絡(luò)空間安全技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在數(shù)據(jù)隱私保護(hù)領(lǐng)域，多方安全隱私計(jì)算作為核心技術(shù)使得有數(shù)據(jù)隱私保護(hù)需求的多方參與者可不泄露私有數(shù)據(jù)及其隱私的前提下實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的計(jì)算。本質(zhì)上，多方安全隱私計(jì)算研究主要是針對無可信第三方的情況下，如何安全地計(jì)算一個(gè)約定函數(shù)的問題。無條件安全要求安全多方計(jì)算協(xié)議對于擁有無限計(jì)算能力攻擊者而言是安全的；而對于擁有多項(xiàng)式計(jì)算能力的攻擊者是安全的則屬于密碼學(xué)安全的或條件安全的。

然而，多方數(shù)據(jù)的高效計(jì)算與其隱私保護(hù)之間往往存在著矛盾關(guān)系。一方面，針對數(shù)據(jù)隱私的保護(hù)，不僅需要保證數(shù)據(jù)在傳輸過程中不以明文形式出現(xiàn)，同時(shí)也應(yīng)當(dāng)保護(hù)各方的隱私數(shù)據(jù)不向其他參與方泄露。另一方面，對各方數(shù)據(jù)的挖掘和學(xué)習(xí)往往不同程度地包含敏感數(shù)據(jù)隱私成分，導(dǎo)致多方私有數(shù)據(jù)面臨著隱私泄露問題。

現(xiàn)有以多方安全計(jì)算保護(hù)數(shù)據(jù)隱私的技術(shù)方案，采用全同態(tài)加密、秘鑰分享、混淆電路等方法，對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行加密并對加密后的數(shù)據(jù)直接挖掘和訓(xùn)練。其主要缺陷在于消耗極大的計(jì)算和通信資源、解決方案都比較復(fù)雜而且只適用于自然數(shù)的比較，缺乏簡單、適用范圍更廣的解決方案。本發(fā)明提出一種對被比較的機(jī)密數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的新解決方案，然后用新的解決方案來解決數(shù)據(jù)隱私比較和互素問題的多方保密計(jì)算。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明正是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種基于保密編碼的多方安全隱私計(jì)算方法，該技術(shù)方案要解決的技術(shù)問題是安全高效地對多方持有數(shù)據(jù)進(jìn)行隱私比較和互素安全計(jì)算，在降低計(jì)算復(fù)雜度的同時(shí)提升該技術(shù)的適用性。本發(fā)明的目的在于提供基于保密編碼的多方安全隱私計(jì)算方法，突破傳統(tǒng)方案僅局限于對自然數(shù)進(jìn)行比較的限制，提升多方安全隱私計(jì)算的效率。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下，一種基于保密編碼的多方安全隱私計(jì)算方法，所述方法包括以下步驟：

步驟1：不失一般性，假設(shè)數(shù)據(jù)持有雙方X和Y的數(shù)據(jù)x,y∈{d₁,d₂,L,d_N}＝D，其中

d₁＜d₂＜L＜d_N，進(jìn)一步假設(shè)x＝d_m，y＝d_n(1≤m,n≤N)，那么x≤y當(dāng)且僅當(dāng)m≤n時(shí)成立；

步驟2：根據(jù)x、y和D，構(gòu)造兩個(gè)新的保密編碼矢量P＝(p₁,p₂,L,p_m)，Q＝(q₁,q₂,L,q_m)，其中p_i＝(i≥m)，即p₁＝p₂＝L＝p_m-1＝0，p_m＝p_m+1＝L＝p_N＝1；

類似地，q_j＝(j≥n)；

步驟3：如果x≤y，那么m≤n，q₁＝q₂＝L＝q_n-1＝0，p_n＝q_n＝1，則