[发明专利]基于半诚实MASCOT协议的安全数据共享计算方法及系统

说明书

本发明提供一种基于半诚实MASCOT协议的安全数据共享计算方法及系统，该方法包括：预处理阶段接收到新参与方加入请求时，预定参与方提取已得到的分片和对应的键值；针对提取的每一键值下的每个分片，预定参与方随机选择有限域中的值来生成新参与方的相应键值下的分片，并向新参与方发送生成的分片和对应的键值；基于发送的分片，预定参与方将每一键值下自身对应的分片的值进行更新；预定参与方提取已经获得的多元组分片及对应的键值；针对提取的每一键值下的每个多元组分片，预定参与方随机选择有限域中的多个值来生成新参与方的多元组分片，并向新参与方发送生成的多元组分片；预定参与方基于发送的多元组分片将每一键值下自身对应的多元组分片进行更新。

技术领域

本发明涉及信息安全技术领域，尤其涉及一种基于半诚实MASCOT协议的安全数据共享计算方法及系统。

背景技术

安全多方计算(Secure Multi-Party Computation，MPC)技术可以实现在不存在可信第三方的情况下，并在保护数据隐私性的前提下，多方通过自己的秘密输入联合计算某个函数的输出值。N个参与方P₁,P₂,...,P_N，各自持有秘密输入x₁,x₂,…,x_N，想要联合计算公开函数f(x₁,x₂,...,x_N)，同时保证自己的秘密输入x_i不被其他参与方获知，并且保证所得函数结果的正确性。MPC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。SPDZ系列协议是针对算术电路的著名的MPC协议之一，其包含SPDZ、MASCOT、SPDZ2k等。

SPDZ协议是由等人在2012年美密会上提出的一个高效的安全多方计算协议，其分为预处理阶段和在线阶段。预处理阶段独立于要计算的函数值以及各方的秘密输入值，用来生成在线阶段所需要的信息；在线阶段用来进行函数的计算，且其运算过程是非常高效的。由于SPDZ协议的预处理阶段基于部分采用同态加密技术，因此该阶段的时间消耗较大。为了降低此阶段的时间复杂度，Keller等人提出了MASCOT协议。该协议仍然采用原有SPDZ协议的在线阶段，但是利用不经意传输技术重新设计了其预处理过程，加快了预处理阶段的执行速度。根据抵抗敌手的能力的不同，MASCOT协议可分为半诚实版本和恶意版本。其中，“半诚实”表示安全多方计算安全模型中的敌手的能力。拥有半诚实能力的敌手，其虽然攻破了参与方，但是会遵守协议中指定的行为，即被半诚实敌手攻破的参与方诚实地执行协议，但在该过程中试图获得尽可能多的信息。

Keller等人提出的半诚实版本的MASCOT协议虽然可以高效的实现安全多方计算的功能，但是该协议并不是完备的。这是因为在实际应用环境中，会存在新的参与方在协议执行期间加入运算，也会存在部分原有的参与方因为特殊情况需要退出计算过程的情况。而MASCOT协议并没有考虑到这两种实际应用环境，因此在其运行过程中，新的参与方无法加入，且原有参与方的退出将使得协议运行出错。

发明内容

鉴于此，本发明实施例提供了一种基于半诚实MASCOT协议的安全数据共享计算方法及系统，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，提供一种基于半诚实MASCOT协议的安全数据共享计算方法，该方法包括以下步骤：

在预处理阶段接收到携带新参与方的标识信息的新参与方加入请求的情况下，安全多方计算的预定参与方提取所有已得到的数据分片和对应的键值；

针对提取的每一键值下的每个数据分片，所述预定参与方随机选择有限域中的值来生成新参与方的相应键值下的数据分片，并向所述新参与方发送生成的数据分片和对应的键值；