一种基于PSI技术保护联邦学习预测阶段隐私的方法技术

一种基于PSI技术保护联邦学习预测阶段隐私的方法，步骤如下：首先预测服务方计算自身模型的预测结果，然后双方执行改进的PSI协议，通过对预测服务方的部分模型计算结果进行加密，预测需求方结合自身数据，解密数据提供方的计算结果，最终得到双方共有关键字id的预测结果。本发明专利技术利用PSI技术，通过密钥导出函数对数据进行加密，满足联邦学习预测阶段隐私保护需求，打通联邦学习隐私安全保护的最后环节，促进联邦学习更多应用场景的落地。

A method to protect the privacy of Federated learning prediction stage based on PSI Technology

【技术实现步骤摘要】
一种基于PSI技术保护联邦学习预测阶段隐私的方法
本专利技术涉及信息安全领域和人工智能领域，特别涉及PSI技术在联邦学习中的应用，实现联邦学习预测阶段的隐私保护，为一种基于PSI技术保护联邦学习预测阶段隐私的方法。
技术介绍
大数据、云计算、物联网等新兴技术的迅猛发展，导致数据爆炸式增长，而这些数据又由不同的实体机构掌握。一方面，随着我国《网络安全法》、欧盟《通用数据保护条例》(GDPR)等法律法规的颁布，各国政府对用户数据隐私保护的要求将会越来越严，仅仅依靠传统方法对大数据使用、分析已经出现瓶颈；另一方面，掌握大量数据的各个实体机构既希望能够实现数据共享，挖掘数据潜在的巨大价值，又不希望泄露自身数据。因此，在大数据应用过程中，数据隐私安全得到越来越多的重视。常用的隐私保护技术有k-匿名、差分隐私、同态加密、安全多方计算等。2016年谷歌提出的联邦学习技术，被认为是走出上述困境的技术之一，得到越来越多的关注。联邦学习实际上是一种基于密码学的分布式学习技术，各参与实体机构在不泄露自有数据的前提下地位平等地训练模型，称为联邦模型，能够满足用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于PSI技术保护联邦学习预测阶段隐私的方法，其特征在于在联邦学习的预测阶段，数据基于隐私集合求交PSI技术进行交互，并在交互过程中对交互信息进行加密，对联邦学习的参与方进行隐私保护。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于PSI技术保护联邦学习预测阶段隐私的方法，其特征在于在联邦学习的预测阶段，数据基于隐私集合求交PSI技术进行交互，并在交互过程中对交互信息进行加密，对联邦学习的参与方进行隐私保护。


2.根据权利要求1所述的一种基于PSI技术保护联邦学习预测阶段隐私的方法，其特征在于所述联邦学习为纵向联邦学习，联邦学习的参与方包括预测需求方Alice，预测服务方Bob和可信第三方Carol，Alice和Bob在Carol的帮助下通过联邦学习分别获得联邦学习模型的对应部分ModelA和ModelB，在预测阶段，Alice和Bob分别使用各自的模型ModelA和ModelB计算出预测结果再进行合并预测：在合并预测中基于PSI对Alice和Bob进行隐私保护，其中Bob对发出的预测结果进行加密，Alice在基于PSI与Bob完成集合求交后，对交集部分对应的预测结果进行解密，得到所需求的预测数据，使得Alice在获得Bob的预测结果的同时，不会泄露自身的隐私信息，Bob在提供预测数据时也不会泄露自身的隐私信息。


3.根据权利要求2所述的一种基于PSI技术保护联邦学习预测阶段隐私的方法，其特征在于联邦学习模型中，数据样本(id,f)由关键字id和特征值f构成，将id的集合记为ID，特征集合记为F，设Alice和Bob用作预测的数据集分别为DataA和DataB，其对应的关键字集合分别为IDA、IDB，对应的特征集合分别为FA、FB，DataA和DataB关键字具有交集，特征值均不相同；DataA和DataB数据集中的样本分别为(id,fA,id)和(id,fB,id)，其中fA,id和fB,id分别表示Alice和Bob各自的关键字id对应的特征值，Alice需要在Bob的配合下计算id∈IDA的预测结果，当Alice发出预测请求时，Alice和Bob执行以下步骤：
S1)Bob利用模型ModelB对自有数据集DataB进行计算，得到scoreB,id＝ModelB(fB,id)，对于所有的id∈IDB，形成新的数据集记为PredictB＝{(id,scoreB,id)|id∈IDB}；
S2)Alice和Bob执行PSI协议，将Bob的数据集PredictB变换为ePB＝{(eidB,id,scoreB，id)|id∈IDB}，这里同一个id可能对应多个eidB,id，Alice的关键字集合IDA变换为eIDA＝{eidA,id|id∈IDA}，这里同一个id只对应一个eidA,id；
S3)对每个(eidB,id,scoreB，id)∈ePB，Bob使用密钥导出函数KDF得到对称加密密钥kid＝KDF(eidB,id,id,iter,klen)，其中eidB,id表示口令，id作为密钥的盐值，iter表示迭代次数，kl...

【专利技术属性】
技术研发人员：张韶峰，单进勇，
申请(专利权)人：百融云创科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11