[发明专利]一种用于私有信息高效检索的方法及系统

说明书

本发明公开了一种用于私有信息高效检索的方法，其包括步骤：基于服务器内存储的数据，拟合得到多项式形式的函数，其中每一条数据均包括查询键和私有信息值，其中所述函数以查询键为输入，以输入的查询键对应的私有信息值为输出；将所述函数中各项的系数组合为向量，作为系数向量；生成成对的私钥和公钥，并基于所述公钥对所述系数向量进行同态加密，以得到密文系数向量；当接收到用户发送的密文查询键向量时，基于密文查询键向量和密文系数向量计算获得密文查询结果；将所述密文查询结果发送给用户，用户采用解密密钥对密文查询结果进行解密，以得到查询键对应的私有信息值的明文结果。相应地，本发明公开了用于私有信息高效检索的系统。

技术领域

本发明涉及一种计算机技术，尤其涉及一种用于私有信息检索的方法及系统。

背景技术

随着计算机技术在各领域的应用和发展，能够实现数据可用而不可见的隐私计算在保护数据隐私方面具有越来越重要的意义，尤其是在涉密的医疗健康、军事、金融服务等领域。

其中，私有信息检索(private information retrieval)(简称为PIR)是隐私计算中重要问题。私有信息检索需要解决的技术问题是：当用户向数据库提交查询时，如何在用户的私有信息不被泄露的情况下完成查询，此处的不被泄露包括私有信息不被泄露给第三方，也包括私有信息不被泄露给服务器。

在现有技术中，已知有一些实现私有信息查询的技术方案。例如，基于全同态加密进行私有信息检索。然而，基于全同态加密的私有信息检索需要进行多次乘法计算操作，这大大降低了私有信息的检索效率。

鉴于此，希望获得一种新的私有信息检索方案，该方案在保护私有信息不被泄露的同时，能够显著提高私有信息检索效率。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种用于私有信息高效检索的方法，该方法在进行私有信息检索时，通过将密文的多次乘法计算转换为一次矩阵运算，从而在保护私有信息不被泄露的同时，显著提高信息检索效率。

基于根据上述发明目的，本发明提出了一种用于私有信息高效检索的方法，其包括步骤：

基于服务器内存储的数据，拟合得到多项式形式的函数，其中每一条数据均包括查询键和私有信息值，其中所述函数以查询键为输入，以输入的查询键对应的私有信息值为输出；

将所述函数中各项的系数组合为向量，作为系数向量；

生成成对的私钥和公钥，并基于所述公钥对所述系数向量进行同态加密，以得到密文系数向量；

当接收到用户发送的密文查询键向量时，基于密文查询键向量和密文系数向量计算获得密文查询结果；其中，所述密文查询键向量是用户基于服务器发送给用户的授权密钥，对查询键向量进行同态加密得到的；所述查询键向量是基于查询键和所述函数的次数信息得到的；

将所述密文查询结果发送给所述用户，所述用户采用解密密钥对密文查询结果进行解密，以得到所述查询键对应的私有信息值的明文结果。

在本发明中，对于服务器内存储的n条数据(其中每一条数据均包括查询键以及与该查询键对应的私有信息值)，可以拟合得到最高次为n的多项式函数，该函数可以表示为f(x)＝a_nxⁿ+a_n-1x^n-1+…+a₁ x+a₀。由此可以看出，该函数中含有系数信息a_n、a_n-1、……、a₁、a₀以及次数信息n、n-1、……1、0。