一种多方安全计算协议的数据转换方法技术

本发明专利技术提供了一种多方安全计算协议的数据转换方法，包括：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，ABY3系统的各个计算节点生成随机数，ABY3系统根据随机数与SPDZ系统相配合，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，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，并与SPDZ系统相配合，得到秘密分享因子的Mac值的秘密分享因子。本发明专利技术提供的多方安全计算协议的数据转换方法，能够实现基于SPDZ和ABY3的不同隐私计算系统的互联互通，保证转换中的数据安全性和转换的高效性。换的高效性。换的高效性。

【技术实现步骤摘要】
一种多方安全计算协议的数据转换方法


[0001]本专利技术涉及隐私计算
，特别是涉及一种多方安全计算协议的数据转换方法。

技术介绍

[0002]随着近年来隐私计算行业的发展，隐私计算系统的互联互通日益成为急需解决的重要问题。互联互通最核心的问题是解决不同协议的互联互通，协议的互联互通需要解决的问题可以归纳为：假设两个多方安全计算系统A、B，将系统A在遵循其计算协议执行计算过程中产生的数据，经过特定处理后发送到系统B，系统B可以遵循其多方安全计算协议以系统A发送过来的数据执行后续计算。在执行上述过程时，要求数据传输的处理不降低多方安全计算的安全要求，即不造成原始数据的泄漏。现有技术中，SPDZ协议及ABY3协议受到较为广泛的应用，目前，并没有一种很好的方法实现SPDZ协议与ABY3协议的相互转换。因此，设计一种多方安全计算协议的数据转换方法是十分有必要的。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种多方安全计算协议的数据转换方法，能够将ABY3系统的数据转换为SPDZ系统的数据，从而能够实现基于SPDZ和ABY3的不同隐私计算系统的互联互通，可以保证转换中的数据安全性和转换的高效性。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0005]一种多方安全计算协议的数据转换方法，包括如下步骤：
[0006]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；
[0007]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；
[0008]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；
[0009]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。
[0010]可选的，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：
[0011]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。
[0012]可选的，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：
[0013]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：
[0014]E(α)＝E(α1_aby)+E(α2_aby)+E(α3_aby)
[0015]将SPDZ系统全局Mac密钥α的密文E(α)发送至SPDZ系统。
[0016]可选的，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：
[0017]SPDZ系统计算SPDZ系统全局Mac密钥α的Mac值的密文E[γ
i
(α)]为：
[0018]E[γ
i
(α)]＝E(α)*E(β
i
)
[0019]其中β
i
为本地Mac的密钥，E(β
i
)为通过SHE公钥PK对β
i
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[γ
i
(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。
[0020]可选的，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：
[0021]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：
[0022]x1_
SPDZ
＝v3+a
[0023]计算节点P3计算转换后数据x的秘密分享因子x2
_SPDZ
为：
[0024]x2_
SPDZ
＝
‑
x1_aby+c
[0025]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
[0026]b＝x3_
SPDZ
+...+xn_
SPDZ
[0027]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本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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[γ
i<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李延凯，梁栋，邢航，
申请(专利权)人：北京原语科技有限公司，
类型：发明
国别省市：