[发明专利]一种多方安全计算协议的数据转换方法在审

专利信息
申请号: 202210439973.X 申请日: 2022-04-25
公开(公告)号: CN114884709A 公开(公告)日: 2022-08-09
发明(设计)人: 李延凯;梁栋;邢航 申请(专利权)人: 北京原语科技有限公司
主分类号: H04L9/40 分类号: H04L9/40;H04L9/08
代理公司: 北京鑫瑞森知识产权代理有限公司 11961 代理人: 马云华
地址: 100089 北京市海淀区西小口路6*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 多方 安全 计算 协议 数据 转换 方法
【权利要求书】:

1.一种多方安全计算协议的数据转换方法,其特征在于,包括如下步骤:

步骤1:搭建SPDZ系统及ABY3系统,SPDZ系统生成SHE公钥PK,并其发送至ABY3系统;

步骤2:ABY3系统的各个计算节点生成随机数,作为SPDZ系统全局Mac密钥的秘密分享因子,并通过SHE公钥PK对其进行加密,加密完成后,计算SPDZ系统全局Mac密钥的密文,并将其发送至SPDZ系统;

步骤3:SPDZ系统计算SPDZ系统全局Mac密钥的Mac值,并根据SPDZ系统全局Mac密钥的密文及Mac值的密文得到SPDZ系统全局Mac密钥的Mac值及SPDZ系统全局Mac密钥的秘密分享因子;

步骤4:ABY3系统的各个计算节点分别计算转换后的数据的秘密分享因子,并通过SHE公钥PK对其进行加密,加密完成后计算秘密分享因子的数据密文及Mac密文,并将其发送至SPDZ系统,SPDZ系统的各个参与方将数据密文及Mac密文进行秘密分享,得到秘密分享因子的Mac值的秘密分享因子。

2.根据权利要求1所述的多方安全计算协议的数据转换方法,其特征在于,步骤1中,搭建SPDZ系统及ABY3系统,SPDZ系统生成SHE公钥PK,并其发送至ABY3系统,具体为:

搭建SPDZ系统及ABY3系统,其中,ABY3系统中设置计算节点P1、计算节点P2及计算节点P3,SPDZ系统中设置有n个参与方Pi,1≤i≤n,计算节点P1、计算节点P2及计算节点P3生成关系随机数a、b及c,且满足a+b+c=0,SPDZ系统生成SHE公钥PK,并其发送至ABY3系统。

3.根据权利要求2所述的多方安全计算协议的数据转换方法,其特征在于,步骤2中,ABY3系统的各个计算节点生成随机数,作为SPDZ系统全局Mac密钥的秘密分享因子,并通过SHE公钥PK对其进行加密,加密完成后,计算SPDZ系统全局Mac密钥的密文,并将其发送至SPDZ系统,具体为:

ABY3系统的计算节点P1、计算节点P2及计算节点P3分别生成随机数ai_aby,包括α1_aby、α2_aby及α3_aby,将其作为SPDZ系统全局Mac密钥α的秘密分享因子,通过SHE公钥PK对随机数α1_aby、α2_aby及α3_aby进行加密,得到各自对应的密文E(α1_aby)、E(α2_aby)及E(α3_aby),对其进行计算,得到SPDZ系统全局Mac密钥α的密文E(α)为:

E(α)=E(α1_aby)+E(α2_aby)+E(α3_aby)

将SPDZ系统全局Mac密钥α的密文E(α)发送至SPDZ系统。

4.根据权利要求3所述的多方安全计算协议的数据转换方法,其特征在于,步骤3中,SPDZ系统计算SPDZ系统全局Mac密钥的Mac值,并根据SPDZ系统全局Mac密钥的密文及Mac值的密文得到SPDZ系统全局Mac密钥的Mac值及SPDZ系统全局Mac密钥的秘密分享因子,具体为:

SPDZ系统计算SPDZ系统全局Mac密钥α的Mac值的密文E[γi(α)]为:

E[γi(α)]=E(α)*E(βi)

其中βi为本地Mac的密钥,E(βi)为通过SHE公钥PK对βi加密后得到的密文,SPDZ系统的各个参与方Pi调用系统中的reshare方法,将SPDZ系统全局Mac密钥α的密文E(α)及Mac值的密文E[γi(α)]进行秘密分享,得到SPDZ系统全局Mac密钥的秘密分享因子ai_aby及SPDZ系统全局Mac密钥的Mac值

5.根据权利要求4所述的多方安全计算协议的数据转换方法,其特征在于,步骤4中,ABY3系统的各个计算节点分别计算转换后的数据的秘密分享因子,并通过SHE公钥PK对其进行加密,加密完成后计算秘密分享因子的数据密文及Mac密文,并将其发送至SPDZ系统,SPDZ系统的各个参与方将数据密文及Mac密文进行秘密分享,得到秘密分享因子的Mac值的秘密分享因子,具体为:

ABY3系统的计算节点P1计算转换后数据x的秘密分享因子x1_SPDZ为:

x1_SPDZ=v3+a

计算节点P3计算转换后数据x的秘密分享因子x2_SPDZ为:

x2_SPDZ=-x1_aby+c

计算节点P2生成n-2个随机数,利用随机数将b进行秘密分享,其中

b=x3_SPDZ+...+xn_SPDZ

通过SHE公钥PK对秘密分享因子x1_SPDZ、秘密分享因子x2_SPDZ及b进行加密得到E(x1_SPDZ)、E(x2_SPDZ)及E(b),加密完毕后,计算秘密分享因子的数据密文E(x)为:E(x)=E(x1_SPDZ)+E(x2_SPDZ)+E(b),计算秘密分享因子的Mac密文E[γ(x)]为:E[γ(x)]=E(α_aby)*E(x),ABY3系统将秘密分享因子的Mac密文E[γ(x)]发送至SPDZ系统,将x1_SPDZ、x2_SPDZ、...、xn_SPDZ分别发送给SPDZ系统的各个参与方Pi,SPDZ系统的各个参与方Pi调用其reshare方法,将秘密分享因子的Mac密文E[γ(x)]及x进行秘密分享,其中x为参与计算的实际数据,得到秘密分享因子的Mac值的秘密分享因子γ(x)i及x的秘密分享因子xi_aby。

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