[发明专利]SPDZ系列协议中的消息验证方法、装置及存储介质

说明书

本发明提供一种SPDZ系列协议中的消息验证方法、装置及存储介质，该方法包括以下步骤：各个数据参与方通过广播接收预定参与方基于多个私有数据经掩码操作计算出的多个随机化数据；各个参与方生成与多个私有数据对应的多个MAC分片；一个参与方分别以多个随机化数据中的单个随机化数据和单个私有数据对应的MAC分片为输入，对输入的数据进行MAC验证，并基于MAC验证结果来确定不合法数据和/或攻击者。

技术领域

本发明涉及信息安全技术领域，尤其涉及一种SPDZ系列协议中的消息验证方法、装置及存储介质。

背景技术

安全多方计算(Secure Multi-Party Computation，MPC)的一般概念是在n个参与方 P₁,P₂,…,P_i,…P_n之间，协同计算一个公开函数f(x₁,x₂,…,x_i,…x_n)，其中x_i是P_i的私有数据。这项技术在云、大数据和人工智能等领域有着非常重要的应用。目前针对MPC协议的研究表明它的安全性和性能已经满足了工业产品化的初步要求。其中，SPDZ系列协议是针对算术电路的著名的MPC协议之一，包含SPDZ、MASCOT、SPDZ2k等。

现有技术中，为了高效且安全地完成多方协同计算的功能，SPDZ系列协议包含两个阶段：预处理阶段和在线阶段。其中，预处理阶段独立于待计算的函数及其输入，为在线阶段的计算准备数据材料，这使得在线阶段能快速地完成协同函数计算。SPDZ系列协议的在线阶段的设计是相似的，而预处理阶段可以通过不经意传输协议或同态加密实现。不论SPDZ系列协议的哪种阶段，都包含MAC(消息验证码，MessageAuthentication code)技术来识别攻击行为，但是SPDZ系列协议中采用的MAC技术并不能识别出具体攻击者身份或者不合法数据。

也即，这一系列协议虽然能够在协议执行过程中识别出攻击行为或不合法数据传输行为的发生，但却识别不出谁是不合法数据。只要攻击行为或不合法数据一出现，协议即刻终止。这就导致合法的参与方不知道协议终止的原因。除此之外，在实际部署协议时，不合法数据也许不是来源于攻击者，而是传输中的错误，这种情况下的协议终止也导致了性能损失。

如何准确识别出不合法数据本身，从而提高传输性能，这是一个有待解决的问题。

发明内容

鉴于此，本发明实施例提供了一种SPDZ系列协议中的消息验证方法和验证装置，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷。

本发明的技术方案如下：

根据本发明的一方面，提供一种SPDZ系列协议中的消息验证方法，该方法包括以下步骤：

各个数据参与方通过广播接收预定参与方基于多项私有数据经掩码操作计算出的多个随机化数据；

各个参与方生成与多个私有数据对应的多个MAC分片；

由一个参与方分别以多个随机化数据中的单个随机化数据和每个私有数据对应的 MAC分片为输入，对输入的数据进行MAC验证，并基于MAC验证结果来确定不合法数据和/或攻击者。

在本发明一些实施例中，所述方法还包括：在数据分片的打开运算阶段，对打开的多个私有数据进行MAC验证，该步骤包括：在数据分片的打开运算阶段，对打开的多个私有数据进行MAC验证，该步骤包括：各参与方抽取与打开的多个私有数据对应的多个掩码值，并基于掩码值和打开的多个私有数据产生经掩码的多个随机化数据；各参与方分别以多个随机化数据中的每个随机化数据和对应的MAC分片为输入，对输入的数据进行 MAC验证，并基于MAC验证结果来确定不合法数据。

在本发明一些实施例中，所述方法还包括：对于在线计算阶段打开的多个密文值，分别进行MAC验证；对于在线计算阶段的输出值，进行MAC验证。