[发明专利]一种基于集合表示方法及安全计算协议的加密方法

说明书

本发明是一种基于集合表示方法及安全计算协议的加密方法，此方法涉及到两个参与者，分别为发起通话者B和回应者A；参与者双方含有自己属性的集合，双方的属性集合不被对方获取，参与者双方通过安全多方计算，得到集合交集以及集合交集的势，进而获取双方共有属性。首先，参与者双方进行初始化；发起通话方利用自己的公钥加密自己的属性集合发送给回应者A；回应者A接受数据信息后与自己的属性集合进行运算，运算后将数据信息发送给通话者B；通话者B接受数据信息后利用自己的私钥解密，进而获取双方集合交集以及集合交集的势。此方法中通过引入对0加密后的密文进行运算能够提供可靠的安全性，防止回应者A的集合元素泄露。

技术领域

本发明属于云计算环境数据安全和隐私保护领域，涉及到一种新的集合表示 方法、两方集合交集计算以及两方集合交集势的计算。具体是通过比特向量表示 集合，再结合加法同态加密算法，计算双方集合的交集以及集合交集的势。基于 该方法，双方运用加密算法语义安全性的性质实现不泄露双方集合元素，运用加 密算法加法同态性质实现双方只需要输入个人属性集合就可以安全计算双方集 合的交集以及集合交集的势。

背景条件：

随着互联网及云计算的进步与发展，越来越多的用户连接到互联网，大大推 进了社会信息化的进程。如今，我们的生活离不开互联网，但是在快捷便利的生 活当中我们也存在一些问题。例如，当我们在交友网站上寻找相同兴趣的朋友， 但是在我们获取相同兴趣的时候，个人其他兴趣爱好信息也可能会被别人获取， 这就可能造成个人隐私数据的泄露问题。另外，当两家相互竞争的公司都想扩大 业务，在国际大都市投资，为了减少竞争，使投资收益最大化，他们都希望不在 同一个城市投资，但是不能泄露具体的城市。在大数据时代的今天，数据共享是 一种必然的趋势，这必然会存在一个数据隐私保护的问题。在数据隐私保护中， 安全地计算集合交集以及集合交集的势是一种技术手段。

加法同态加密算法(Homomorphic Encryption)：R和S是域，称加密函数 E:R→S为加法同态，如果存在有效算法或者 成立，并且不泄漏X和Y。

隐私保护集合交集(private set intersection,PSI)：是一种加密协议， 它允许各方计算其数据集的交集，而无需暴露任何关于交集之外的数据集的信息。 隐私保护集合交集计算属于安全多方计算领域的特定问题，具有很强的应用背景。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种基于集合表示方法及安全计算 协议的加密方法，其特征是，拥有两方A和B参与，并定义：有限集合S，集合 元素个数为n个，集合元素用S_i表示；假设有限个人兴趣爱好集合S＝{游泳,网球,田径,桌球}；

参与者A有大小为d的集合S_A；S_A是集合S的子集，集合S_A中的元素用表 示，当S_i属于S_A时，用二进制1表示，否则用二进制0表示；假设A的兴趣 爱好集合表示为S_A＝{1,0,1,1}；

参与者B有集合大小为d的集合S_B，S_B是集合S的子集，集合S_B中的元素 用表示，当S_i属于S_B时，用二进制1表示，否则用二进制0表示；假设B的 兴趣爱好集合表示为S_B＝{1,1,0,1}；

方法具体包括基于集合交集计算的加解密或集合交集势计算的加解密，其中， 集合交集计算的加解密具体包括：

加密步骤，具体包括

步骤1.1：参与者B对集合S_B的元素用参与者B的公钥pk_B依次进行加密 得到并将C_i发送给参与方A；