隐匿MSB标准化系统、分散处理装置、隐匿MSB标准化方法以及程序制造方法及图纸

隐匿MSB标准化系统包括n个分散处理装置。n个分散处理装置分别包括位分解单元、逻辑或获取单元、移位量获取单元以及移位单元。n个位分解单元将(k,n)

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】隐匿MSB标准化系统、分散处理装置、隐匿MSB标准化方法以及程序


[0001]本专利技术涉及一种在秘密计算中使最高位(以下，也称为“MSB”(Most Significant Bit，最高有效位))与预定的位位置对齐的技术(以下，也称为“MSB对齐”)。

技术介绍

[0002]在明文中，积和运算是反复进行加法，但在基于秘密分散的秘密计算中，为了提高计算效率，需要可以并行处理(参考非专利文献1、2)。另外，如果还考虑精度，则对于和、积和，需要特别地构成运算。
[0003]现有技术文献
[0004]非专利文献
[0005]非专利文献1：西出隆志,天田拓磨，「通信量
を
削減
した
浮動小数点演算
のためのマルチパーティ
計算」，情報処理学会論文誌，Vol.60,No.9,pp.1433
‑
1447,2019.
[0006]非专利文献2：Randmets,J.,“Programming Languages for Secure Multiparty Computation Application Development”,PhD thesis.University of Tartu.2017.

技术实现思路

[0007]专利技术要解决的课题
[0008]由于积和的输出为高位，因此希望在输入时间点将MSB抑制为恒定，但如果单纯地进行右移位，则存在小的输入减少位数而精度下降的课题。
[0009]本专利技术的目的在于，提供隐匿MSB标准化系统、分散处理装置、隐匿MSB标准化方法以及程序，通过使矢量中包含的元素中绝对值最大的数据的MSB(称为矢量MSB)与预定的位位置对齐的移位，使矢量整体一齐移位(称为矢量MSB标准化)，从而能够在保持精度的状态下进行MSB对齐。
[0010]用于解决课题的方案
[0011]为了解决上述的课题，根据本专利技术的一个方式，隐匿MSB标准化系统包括n个分散处理装置。n个分散处理装置分别包括位分解单元、逻辑或获取单元、移位量获取单元以及移位单元。n个位分解单元将(k,n)
‑
秘密分散后的份额的矢量[[
→
a]]P
进行位分解，得到矢量[[
→
a]]P
的位表示[[
→
a]]2^L
，n个逻辑或获取单元对于位表示[[
→
a]]2^L
的各位位置的矢量[[
→
a
i
]]，获取全部元素的逻辑或[[A
i
]]2，n个移位量获取单元，用模数p对用于使逻辑或[[A0]]2,
…
,[[A
L
‑1]]2的最高位位移位到固定位置的移位量ρ进行(k,n)
‑
复制秘密分散，求出(k,n)
‑
复制秘密分散后的份额<<ρ>>
p
，n个移位单元求出使矢量[[
→
a]]P
的各元素左移位ρ位而得到的矢量[[2
ρ
→
a]]p
。
[0012]为了解决上述的课题，根据本专利技术的其他方式，分散处理装置包含在隐匿MSB标准化系统中。分散处理装置包括：位分解单元，与(n
‑
1)个分散处理装置一起，将(k,n)
‑
秘密分散后的份额的矢量[[
→
a]]P
进行位分解，得到矢量[[
→
a]]P
的位表示[[
→
a]]2^L
；逻辑或获取单
元，与(n
‑
1)个分散处理装置一起，对于位表示[[
→
a]]2^L
的各位位置的矢量[[
→
a
i
]]，获取全部元素的逻辑或[[A
i
]]2；移位量获取单元，与(n
‑
1)个分散处理装置一起，用模数p对用于使逻辑或[[A0]]2,
…
,[[A
L
‑1]]2的最高位位移位到固定位置的移位量ρ进行(k,n)
‑
复制秘密分散，求出(k,n)
‑
复制秘密分散后的份额<<ρ>>
p
；以及移位单元，与(n
‑
1)个分散处理装置一起，求出使矢量[[
→
a]]P
的各元素左移位ρ位而得到的矢量[[2
ρ
→
a]]p
。
[0013]专利技术的效果
[0014]根据本专利技术，起到能够在保持精度的状态下进行MSB对齐的效果。
附图说明
[0015]图1是表示第一、第二、第三实施方式所涉及的隐匿MSB标准化系统的结构例的图。
[0016]图2是表示第一实施方式所涉及的隐匿MSB标准化系统的处理流程的例子的图。
[0017]图3是第一实施方式所涉及的分散处理装置的功能框图。
[0018]图4是表示第二实施方式所涉及的隐匿MSB标准化系统的处理流程的例子的图。
[0019]图5是第二实施方式所涉及的分散处理装置的功能框图。
[0020]图6是表示第三实施方式所涉及的隐匿MSB标准化系统的处理流程的例子的图。
[0021]图7是第三实施方式所涉及的分散处理装置的功能框图。
[0022]图8表示实机实验的结果的图。
[0023]图9是表示应用本方法的计算机的结构例的图。
具体实施方式
[0024]以下，对本专利技术的实施方式进行说明。需要说明的是，在以下的说明中使用的附图中，对具有相同的功能的结构单元和进行相同处理的步骤标记相同的附图标记，并省略重复说明。在以下的说明中，在文本中使用的记号“→”等原本应该记载在紧接其后的字符的正上方，但是由于文本记载方法的限制，记载在该字符的紧前方。在式中这些记号记述在原来的位置上。此外，以矢量和矩阵的各元素单位进行的处理，只要没有特别说明，则适用于该矢量和矩阵的全部元素。
[0025]<第一实施方式>
[0026]首先，对本实施方式中的记载方法进行说明。
[0027]<记载方法>
[0028]◎
k：秘密分散的阈值。例如设为2。
[0029]◎
n：秘密分散的分散数，换言之，秘密计算的方(party)数。例如设为3。
[0030]◎
P：素数。在本实施方式中，假设梅森(Mersenne)素数2
61
‑
1，实现处理的高效化。
[0031]◎
p：P的位数。当P是梅森素数时，仍是素数，为61。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种隐匿MSB标准化系统，包括n个分散处理装置，n个所述分散处理装置分别包括位分解单元、逻辑或获取单元、移位量获取单元以及移位单元，n个所述位分解单元将(k,n)
‑
秘密分散后的份额的矢量[[
→
a]]
P
进行位分解，得到矢量[[
→
a]]
P
的位表示[[
→
a]]
2^L
，n个所述逻辑或获取单元对于所述位表示[[
→
a]]
2^L
的各位位置的矢量[[
→
a
i
]]，获取全部元素的逻辑或[[A
i
]]2，n个所述移位量获取单元，用模数p对用于使逻辑或[[A0]]2,
…
,[[A
L
‑1]]2的最高位位移位到固定位置的移位量ρ进行(k,n)
‑
复制秘密分散，求出(k,n)
‑
复制秘密分散后的份额<<ρ>>
p
，n个所述移位单元求出使所述矢量[[
→
a]]
P
的各元素左移位ρ位而得到的矢量[[2
ρ
→
a]]
p
。2.如权利要求1所述的隐匿MSB标准化系统，根据固定小数点矢量[[
→
a]]
P
、[[
→
b]]
P
求出使最高位位移位到固定位置后的矢量和移位量([[
→2ρ_a
→
a]]
P
,<<ρ
a
>>
p
)、([[2
ρ_b
→
b
]]
P
,<<ρ
b
>>
p
)，n个所述分散处理装置分别包括模数转换单元、积和计算单元、秘密分散转换单元以及移位量隐匿左右移位单元，n个所述模数转换单元通过mod p
→
mod Q转换，根据<<ρ
a
>>
p
、<<ρ
b
>>
p
得到[[ρ
a
]]
Q
、[[ρ
b
]]
Q
；n个所述积和计算单元计算[[c]]
P
:＝[[Σ
0≦i<m2ρ_a
a
i2ρ_b
b
i
]]
P
，n个所述秘密分散转换单元根据所述[[ρ
a
]]
Q
、所述[[ρ
b
]]
Q
，计算[[
‑
ρ
a
‑
ρ
b
]]
Q
，通过秘密分散转换，求出(k,n)
‑
复制秘密分散后的份额<<
‑
ρ
a
‑
ρ
b
>>
Q
，n个所述移位量隐匿左右移位单元接收积和的份额[[c]]
P
和移位量的份额<<
‑
ρ
a
‑
ρ
b
>>
Q
，对[[c]]
P
进行<<
‑
ρ
a
‑
ρ
b
>>
Q
位移位。3.如权利要求1所述的隐匿MSB标准化系统，根据浮动小数点矢量([[
→
a]]
P
,[[
→
ρ
a
]]
Q
),([[
→
b]]
P
,[[
→
ρ
b
]]
Q
)求出使最高位位移位后的矢量和移位量([[
→
a']]
P
,<<ρ'
a
>>
p
)、([[
→
b']]
P
,<<ρ'
b
>>
p
)，n个所述分散处理装置分别包括模数转换单元、指数统一单元以及积和计算单元，n个所述模数转换单元对所述<<ρ'
a
>>
p
和所述<<ρ'
b
>>
p
进行mod p
→
mod Q转换，得到[[ρ
a'
]]
Q
、[[ρ
b'
]]
Q
，n个所述指数统一单元使用所述浮动小数点矢量([[
→
a]]
P
,[[
→
ρ
a
]]
Q
),([[
→
b]]
P
,[[
→
ρ
b
]]
Q
)的指数部分[[
→
ρ
a
]]
Q
、[[
→
ρ
b
]]
Q
、和使最高位位移位后的矢量[[
→
a']]
P
、[[
→
b']]
P
、和mod p
→
mod Q转换后的移位量[[ρ
a'
]]
Q
、[[ρ
b'
]]
Q
，得到统一了([[
→
a']]
P
,[[
→
ρ
a
‑
ρ
a'
]]
Q
)、([[
→
b']]
P
,[[
→
ρ
b
‑
ρ
b'
]]
Q
)的指数部分的矢量和指数部分、([[
→
a”]]
P
,[[ρ
a”]]
Q
)、([[
→
b”]]
P
,[[ρ
b”]]
Q
，n个所述积和单元计算[[c]]
P
:＝[[Σ
0≦i<m
a”i
b”i
]]
P
，得到([[c]]
P
、[[ρ
a”+ρ
b”]]
Q
)。4.一种分散处理装置，被包含在隐匿MSB标准化系统中，所述分散处理装置包括：位分解单元，与(n
‑
1)个分散处理装置一起，将(k,n)
‑
秘密分散后的份额的矢量[[
→
a]]
P
进行位分解，得到矢量[[
→
a]]
P
的位表示[[
→
a]]
2^L
；逻辑或获取单元，与(n
‑
1)个分散处理装置一起，对于所述位表示[[
→
a]]
2^L
的各位位置
的矢量[[
→
a
i
]]，获取全部元素的逻辑或[[A
i
]]2；移位量获取单元，与(n
‑
1)个分散处理装置一起，以模数p对用于使逻辑或[[A0]]2,
…
,[[A
L

【专利技术属性】
技术研发人员：五十岚大，
申请(专利权)人：日本电信电话株式会社，
类型：发明
国别省市：