[发明专利]一种云计算环境下加密音频的安全去噪系统及方法

权利要求书

1.一种云计算环境下加密音频的安全去噪方法，所述方法通过云计算环境下加密音频的安全去噪系统实现，所述系统包括：

用户端，用于对音频进行加密处理及对加密音频进行解密处理；

隐私服务器，用于为用户端提供Paillier加性同态的公钥和私钥；

云服务器，用于对用户端上传的音频进行存储及去噪，所述云服务器上设有交互计算模块，用于隐私服务器及云服务器之间在加密域的去噪交互计算，

其特征在于，至少包括：

S1.用户端向隐私服务器申请并获取Paillier加性同态的公钥pk和私钥sk；

S2.用户端将公钥pk传输至云服务器，并利用公钥pk对音频的各采样点进行加密后，上传至云服务器；

S3.云服务器将用户端传输的加密音频进行存储；

S4.云服务器通过交互计算模块与隐私服务器进行加密音频在加密域的去噪交互计算；加密音频去噪是通过基本谱减法在交互计算过程中的设计实现；所述的云服务器通过交互计算模块与隐私服务器进行的交互计算包括密文乘法计算、密文除法计算、密文开方计算及密文比较计算；

所述密文乘法计算的协议符号公式为：

其中，a、b均表示加密音频的明文，密文乘法计算的过程为：

S401.云服务器随机生成整数明文r₁及整数明文r₂，其中r₁＞＞a，r₂＞＞b；

S402.结合加法同态性质，得到密文及密文

S403.云服务器将密文及密文传输至隐私服务器，隐私服务器将密文及密文分别解密为明文a+r₁及明文b+r₂，进一步计算得中间明文c＝(a+r₁)(b+r₂)；

S404.隐私服务器利用公钥pk将中间明文c加密得到密文并将密文传输至云服务器，云服务器通过同态性质计算得到：

所述密文除法计算的协议符号公式为：

其中，a、b均表示加密音频的明文，Q为精度控制系数；

密文除法计算的过程为：

S411.云服务器随机生成整数明文r₁及整数明文r₂，满足|r₁Q|，r₂＜＜r₁，n表示加密的最大正整数；

S412.根据同态性质，得到密文及密文

S413.云服务器将密文及密文传输至隐私服务器，隐私服务器将密文及密文分别解密为明文r₁Q+r₂及明文r₁b，进一步计算得中间明文因此

S414.隐私服务器利用公钥pk将中间明文加密，将密文传输至云服务器，云服务器通过密文乘法计算的协议符号公式计算得到：

所述密文开方计算的协议符号公式为：

其中，a表示加密音频的明文，Q为精度控制系数；

密文开方计算的过程为：

S421.云服务器随机生成整数明文r，满足a表示加密音频的明文，n表示加密的最大正整数；

S422.通过同态性质计算得密文及

S423.云服务器将密文及密文传输至隐私服务器，隐私服务器将密文及密文分别解密为明文rQ及明文r²a，进一步计算得中间明文

S424.隐私服务器利用公钥pk将中间明文加密，将密文传输至云服务器，云服务器通过密文乘法计算的协议符号公式计算得到：

所述密文比较计算的协议符号公式为：

密文比较计算的过程为：

S431.云服务器随机生成整数明文r，其中|ra|，a、b均表示加密音频的明文，n表示加密的最大正整数，Q为精度控制系数；

S432.根据同态性质，得到密文

S433.云服务器将密文传输至隐私服务器，隐私服务器将其解密为明文flag＝r(a-b)；

S434.令隐私服务器利用公钥pk将中间明文加密，将密文传输至云服务器；

S435.云服务器随机生成整数r₀，r₁，r₂，通过同态性质计算得并将传输至隐私服务器，隐私服务器由i直接选出并将重加密后返回给云服务器，云服务器通过同态性质计算得

S5.用户端利用私钥sk对从云服务器下载的加密音频进行解密。