基于隐私计算的多方数据安全计算方法及系统技术方案

本申请提供了一种基于隐私计算的多方数据安全计算方法及系统，属于安全多方计算的技术领域，用于解决相关技术实现多方安全计算方差效果不佳的问题。在该方法及系统中，多个参与方在不向外泄露自身数据的情况下实现数据均值的计算，若有n个参与方参与计算，则每个参与方将自身数据分为n份，并向外给其他n

【技术实现步骤摘要】
基于隐私计算的多方数据安全计算方法及系统


[0001]本申请涉及安全多方计算的
，尤其涉及一种基于隐私计算的多 方数据安全计算方法及系统。

技术介绍

[0002]安全多方计算(SNC)是解决一组互不信任的参与方之间保护隐私的协 同计算问题，安全多方计算要确保输入的独立性、计算的正确性，同时不泄 露个输入值给参与计算的其他成员，主要是针对在无可信第三方的情况下， 如何安全地计算一个约定函数的问题，安全多方计算在电子选举、电子投票、 电子拍卖、秘密共享、门限签名等场景中有着重要的作用。

技术实现思路

[0003]本申请提供了一种基于隐私计算的多方数据安全计算方法及系统，其能 够解决基于隐私计算的多方数据安全计算方差问题。
[0004]第一方面，本申请提供了一种基于隐私计算的多方数据安全计算方法。
[0005]在该方法中，设参与方有n个，n≥2，参与方以A
i
表示、参与方的数据 以B
i
表示，i∈I，I＝{i|i∈N
*
且i≤n}，A1为申请获得自身数据B1的大小序 列的申请方；该方法包括：
[0006]参与方A
i
将自身数据分为n份，B
i
＝B
i1
+B
i2
+
…
+B
in
；
[0007]每个参与方A
i
保留与自身编号相同的一份数据A
ii
，并将其余的n
‑/>1份数 据分别发送给编号相应的参与方A
i
，以使参与方A
i
得到数据B
1i
，B
2i
，...，B
ni
；
[0008]将所有参与方A
i
得到的数据汇总至一方，以计算n个参与方A
i
的平均值；
[0009]每个参与方A
i
以计算自身数据B
i
减去平均值E得结果的平方，为部分方差 S
i
＝(B
i
‑
E)2；
[0010]将所有部分方差S
i
汇总至一方，计算总方差通过采用上述技术方案，在计算过程中不会泄露任一参与方的数据，即可实 现多个参与方的方差的计算，从而解决了基于隐私计算的多方数据安全计算 问题。
[0011]进一步地，所述将所有参与方A
i
得到的数据汇总至一方，以计算n各参 与方A
i
的平均值包括：
[0012]每一参与方A
i
计算得到的所有数据的第一结果C
i
＝B
1i
+B
2i
+...+B
ni
；
[0013]计算所有第一结果C
i
的和为第二结果D＝C1+C2+...+C
n
；
[0014]根据第二结果D确定n个参与方A
i
的平均值E＝D/n。
[0015]进一步地，参与方A
i
的原始数据为B
′
i
，B
′
i
基于预设的秘钥、经同态加密 算法加密后得到B
i
。
[0016]进一步地，所述B
′
i
扩大a
m
倍，a为常数且a≠0，得到所述B
i
。
[0017]进一步地，在参与方A
a
将B
ab
发送至参与方A
b
时，a，b∈I且a≠b，根据 B
ab
生成第一申请验证码F
ab1
，并将第一申请验证码发送至参与方A
b
，参与方 A
b
根据收到的B
ab
生成第二
申请验证码F
ab2
，参与方A
b
判断收到的第一申请验 证码F
ab1
和计算得到的第二申请验证码F
ab2
的关系与预设关系是否相同，若 是则表示B
ab
在传输过程中未被篡改。
[0018]进一步地，所述，F
ab2
根据收到的B
ab
计算得；
[0019]其中，p与q均为素数且q整除p
‑
1，g为整数且g是的生成元，所述 预设关系为F
ab1
＝F
ab2
。
[0020]进一步地，所述平均值为去极值后的平均值，总方差为去极值后的总方 差，具体计算方法包括
[0021]参与方排序方法：申请方将自身数据分为两份，其余的每个参与方也将 自身数据分为两份；申请方选择一份数据，将这一份数据分别发送给其余的 每个参与方，其余的每个参与方均选择一份数据发送给申请方；申请方计算 自身留存的数据与接收到的每个参与方的数据作差，得到与其余每个参与方 一一对应的若干个第一差值；其余的每个参与方采用接收到的申请方的数据 减去自身留存的数据，即其余的每个参与方得到一个第二差值；汇总申请方 和其余的参与方发送的第一差值，将与同一参与方对应的第二差值相加，即 可相对其余的每个参与方得到一个第三差值；根据第三差值的大小序列即可 确定其余的参与方的数据大小序列，根据第三差值与零的大小关系即可确定 申请方与其余的参与方的数据大小关系，从而确定所有参与方的数据大小序 列；
[0022]去极值后方差计算的方法：基于预获取的去极值规则，确定需要去掉的 最大值和最小值的数量；确定需要去掉的参与方，以原始的参与方范围减去 需要去掉的参与方范围得到的范围的新的参与方范围，计算新的参与方范围 的不去极值的平均值和总方差，为原始的参与方范围的去极值的平均数和总 方差。
[0023]进一步地，所有第一结果C
i
和部分方差S
i
均发送至申请方A1，申请方A1执 行第二结果D、平均值E以及总方差S的计算步骤。
[0024]进一步地，以任一参与方A
i
作为裁判方，裁判方用于生成及分发所述秘 钥。
[0025]第二方面，本申请提供了一种基于隐私计算的多方数据安全计算系统。 该系统包括多个用户终端，所述用户终端与如以上第一方面任意一项所述的 参与方相一一对应，所述系统用于执行如以上第一方面任意一项所述的方法。
[0026]综上所述，本申请至少包含以下有益效果：
[0027]1.提供了一种基于隐私计算的多方数据安全计算方法，其能够在参与方 不泄露自身数据的情况下实现参与方的均值的计算；
[0028]2.具体算法简单、高效，实用性较高，交互的数据为封装的arrow格式， 不需序列化与反序列化，有利于进一步提高传输、计算效率；
[0029]3.发送数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于隐私计算的多方数据安全计算方法，其特征在于，设参与方有n个，n≥2，参与方以A
i
表示、参与方的数据以B
i
表示，i∈I，I＝{i
│
i∈N
*
且i≤n}，A1为申请获得自身数据B1的大小序列的申请方；该方法包括：参与方A
i
将自身数据分为n份，B
i
＝B
i1
+B
i2
+
…
+B
in
；每个参与方A
i
均保留一份数据、并将其余的n
‑
1分数据分别发送至其余的n
‑
1个参与方；将所有参与方A
i
得到的数据汇总至一方，以计算n个参与方A
i
的平均值；每个参与方A
i
以计算自身数据B
i
减去平均值E得结果的平方，为部分方差S
i
＝(B
i
‑
E)2；将所有部分方差S
i
汇总至一方，计算总方差2.根据权利要求1所述的一种多方数据安全排序方法，其特征在于，所述每个参与方A
i
均保留一份数据、并将其余的n
‑
1分数据分别发送至其余的n
‑
1个参与方包括：每个参与方A
i
保留与自身编号相同的一份数据A
ii
，并将其余的n
‑
1份数据分别发送给编号相应的参与方A
i
，以使参与方A
i
得到数据B
1i
，B
2i
，...，B
ni
；所述将所有参与方A
i
得到的数据汇总至一方，以计算n各参与方A
i
的平均值包括：每一参与方A
i
计算得到的所有数据的第一结果C
i
＝B
1i
+B
2i
+
…
+B
ni
；计算所有第一结果C
i
的和为第二结果D＝C1+C2+
…
+C
n
；根据第二结果D确定n个参与方A
i
的平均值。3.根据权利要求2所述的一种基于隐私计算的多方数据安全计算方法，其特征在于，参与方A
i
的原始数据为B
′
i
，B
′
i
基于预设的秘钥、经同态加密算法加密后得到B
i
。4.根据权利要求3所述的一种基于隐私计算的多方数据安全计算方法，其特征在于，所述B
′
i
扩大a
m
倍，a为常数且a≠0，得到所述B
i
。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖方平，郑伟海，
申请(专利权)人：北京龙腾佳讯科技股份公司，
类型：发明
国别省市：