[发明专利]DNA序列相似率安全计算方法及系统

权利要求书

1.DNA序列相似率安全计算方法，其特征是，包括：

每个客户端获取待计算相似率的DNA序列；每个客户端不能获取其他客户端的待计算相似率的DNA序列；每个客户端利用自身的公钥对获取的待计算相似率的DNA序列进行加密处理，得到加密的待计算相似率的DNA序列；每个客户端将加密的待计算相似率的DNA序列发送给云服务器C；

云服务器C将所有客户端的公钥进行累乘，生成公共公钥PK；云服务器C和云服务器S将加密的待计算相似率的DNA序列转换为通过公共公钥PK加密的密文，得到重新加密的待计算相似率的DNA序列；

从云服务器C和云服务器S中分别选取重新加密的待计算相似率的DNA序列，对重新加密的待计算相似率的DNA序列进行同态加密运算，得到DNA序列相似率；

所述对重新加密的待计算相似率的DNA序列进行同态加密运算的具体步骤为：对重新加密的DNA序列的对应位置的氮碱基均依次进行同态加法和同态乘法；DNA序列不同氮碱基的计算结果的顺序进行随机调整；对随机调整后的每个氮碱基的计算结果进行加密处理，得到同态加密运算的结果；

其中，一次同态加法的结果为(A,B)＝(A·A′mod N²,B·B′mod N²)，已知：参与同态加法计算的密文为(A,B)和(A′,B′)，并且这些密文使用同一个密钥加密，生成该密钥使用的公共参数PP(N,k,g)；一次同态乘法的结果为其中：(T₁,T₂)＝Enc_PK(-μ₁·μ₂)，表示云服务器C将μ₁的加法逆元和μ₂相乘并用PK加密得到(T₁,T₂)；(Z₁,Z₂)＝Enc_PK(z·z′)，表示云服务器S将z和z′相乘的结果用PK加密得到(Z₁,Z₂)；z＝mDec_(PK,MS)(C,D)，z′＝mDec_(PK,MS)(C′,D′)，表示云服务器S使用PK和MS对(C,D)和(C′,D′)解密，得到z和z′；云服务器C将(A,B)和Enc_PK(-μ₁)进行同态加法得到(C,D)，云服务器C将(A′,B′)和Enc_PK(-μ₂)进行同态加法得到(C′,D′)，云服务器C将μ₁、μ₂模N下的加法逆元依次使用PK加密，得到Enc_PK(-μ₁)和Enc_PK(-μ₂)；云服务器C为(A,B)生成随机数μ₁，为(A′,B′)生成随机数μ₂；参与同态乘法计算的密文为(A,B)和(A′,B′)。

2.如权利要求1所述的方法，其特征是，还包括：

云服务器S生成公共参数PP和主密钥MS；云服务器S将公共参数PP发送给云服务器C；云服务器C将公共参数PP发送给各个客户端；

每个客户端获取公共参数PP；每个客户端利用公共参数PP生成每个客户端自身的公钥和私钥。

3.如权利要求1所述的方法，其特征是，还包括：

云服务器C和云服务器S将DNA序列相似率转换为由客户端公钥加密的DNA序列相似率；

云服务器C将加密后的DNA序列相似率分发给各个客户端，每个客户端利用自身的私钥解密，得到最终的DNA序列相似率。

4.如权利要求2所述的方法，其特征是，云服务器S运用BCP算法生成公共参数PP和主密钥MS。

5.如权利要求1所述的方法，其特征是，每个客户端获取待计算相似率的DNA序列，是指每个客户端接收用户输入的待计算相似率的DNA序列；客户端与待计算相似率的DNA序列存在一一对应关系。