一种基于算术共享的安全并查集方法及其运算方法技术

本发明专利技术的实施例提供了一种基于算术共享的安全并查集方法及其运算方法，应用于安全多方计算技术领域，所述运算方法包括：基于算术共享生成安全并查集初始化算法，利用安全并查集初始化算法完成并查集的初始化；根据安全列表索引算法

【技术实现步骤摘要】
一种基于算术共享的安全并查集方法及其运算方法


[0001]本专利技术涉及安全多方计算
，尤其涉及一种基于算术共享的安全并查集方法及其运算方法
。

技术介绍

[0002]并查集是一种高效的数据结构，通常用于处理组合和集合等问题，并查集的核心思想是将元素分成若干个不相交的集合，可以快速判断两个元素是否属于同一个集合，并且可以快速合并两个不同的集合
。
在现实应用场景中，有大量的用户数据基于并查集这一数据结构进行存储与计算，然而，用户数据中可能包含医疗信息
、
轨迹信息
、
家庭信息等敏感信息
。
随着用户日渐增长的隐私保护需求，亟需设计一种安全的并查集运算方法
。
[0003]安全多方计算技术为解决上述问题提供了可行途径，现有安全并查集运算方法利用
ABY
等通用密文计算库所提供的基于秘密分享技术的各种运算操作实现并查集的初始化
、
查找和合并等操作
。
但是，无法实现对数据访问模式的保护，仍然可以通过数据访问模式判断不同元素是否属于同一集合
。
且上述方法面临着性能开销大
、
运算精度低
、
不支持并行计算
、
无法抵御访问模式攻击等问题
。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种基于算术共享的安全并查集方法及其运算方法
。
[0005]根据本专利技术的第一方面，提供了一种基于算术共享的安全并查集方法，应用于双云外包服务器
。
该算法包括：
[0006]基于算术共享的安全并查集初始化算法；
[0007]根据安全列表索引算法
、
安全列表查询算法
、
安全列表更新算法，生成的安全并查集查找算法；
[0008]根据安全并查集查找算法
、
安全列表索引算法和安全比较协议，生成的安全并查集合并算法
。
[0009]根据本专利技术的第二方面，提供了一种基于算术共享的安全并查集方法的运算方法，应用于双云外包服务器
。
该运算方法包括：
[0010]基于算术共享生成安全并查集初始化算法，利用安全并查集初始化算法完成并查集的初始化；
[0011]根据安全列表索引算法
、
安全列表查询算法
、
安全列表更新算法生成安全并查集查找算法，利用安全并查集查找算法完成并查集的查找；
[0012]根据安全并查集查找算法
、
安全列表索引算法和安全比较协议生成安全并查集合并算法，利用安全并查集合并算法完成并查集的合并
。
[0013]在第二方面的一些可实现方式中，基于算术共享生成安全并查集初始化算法，利用安全并查集初始化算法完成并查集的初始化，包括：
[0014]基于算术共享，对
N
个多元素列表进行加密共享，生成
2N
个秘密共享列表；
[0015]为秘密共享列表分配相应的父节点和秩，完成并查集的初始化
。
[0016]在第二方面的一些可实现方式中，根据安全列表索引算法
、
安全列表查询算法
、
安全列表更新算法，生成安全并查集查找算法，包括：
[0017]根据安全列表索引算法生成初始安全并查集查找算法；
[0018]根据初始安全并查集查找算法和安全列表查询算法
、
安全列表更新算法，生成最终的安全并查集查找算法
。
[0019]在第二方面的一些可实现方式中，利用安全并查集查找算法完成并查集的查找，包括：
[0020]根据安全列表索引算法获得父节点的索引；
[0021]根据父节点的索引和辅助索引，利用安全列表查询算法获得父节点的共享掩码；
[0022]循环执行初始安全并查集查找算法，并循环调用安全列表查询算法和安全列表更新算法，直至循环次数到达预设阈值，获得父节点对应的根节点；
[0023]循环执行安全列表更新算法，直至循环次数到达预设阈值，输出父节点对应的根节点的共享掩码及共享值，完成并查集的查找；其中，共享掩码用于隐藏数据访问模式
。
[0024]在第二方面的一些可实现方式中，根据安全并查集查找算法
、
安全列表索引算法和安全比较协议生成安全并查集合并算法，包括：
[0025]将安全并查集查找算法
、
安全列表索引算法和安全比较协议进行组合，生成安全并查集合并算法；其中，
[0026]安全并查集查找算法，用于寻找给定元素的掩码及其对应根元素；掩码用于隐藏数据访问模式；
[0027]安全列表索引算法，用于获取对应根元素的秩；
[0028]安全比较协议，用于获得状态指示变量
。
[0029]在第二方面的一些可实现方式中，利用安全并查集合并算法完成并查集的合并，包括：
[0030]利用安全并查集查找算法，寻找各给定元素的掩码及其对应根元素；
[0031]根据各给定元素的掩码，利用安全列表索引算法，获取对应根元素的秩；
[0032]根据各给定元素的根元素及根元素的秩，利用安全比较协议，获得状态指示变量；
[0033]根据状态指示变量生成辅助变量；
[0034]根据辅助变量，更新各给定元素的父节点和秩，完成并查集的合并
。
[0035]在第二方面的一些可实现方式中，根据各给定元素的根元素及根元素的秩，利用安全比较协议，获得状态指示变量，包括：
[0036]根据各给定元素的根元素，利用安全比较协议，获得各给定元素的第一状态指示变量；
[0037]根据根元素的秩，利用安全比较协议，获得各给定元素的第二状态指示变量和第三状态指示变量
。
[0038]在第二方面的一些可实现方式中，根据状态指示变量生成辅助变量，包括：
[0039]根据各给定元素的根元素，利用第一状态指示变量和第二状态指示变量生成第一辅助变量；
[0040]根据各给定元素的掩码，利用第一状态指示变量和第二状态指示变量生成第二辅
助变量；
[0041]根据第一状态指示变量
、
第二状态指示变量和第三状态指示变量生成第三辅助变量
。
[0042]在第二方面的一些可实现方式中，根据辅助变量，更新各给定元素的父节点和秩，完成并查集的合并，包括：
[0043]根据第一辅助变量与第一状态指示变量的乘积
、
第二辅助变量与第一状态指示变量的乘积
、
第三辅助变量与第一状态指示变量的乘积，分别获得第一更新值
、
第二更新值和第三更新值；
[0044]选取其中的最大更新值，获取最大更新值对应的父节点和秩，作为各给定元素本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于算术共享的安全并查集方法，应用于双云外包服务器，其特征在于，所述算法包括：基于算术共享的安全并查集初始化算法；根据安全列表索引算法
、
安全列表查询算法
、
安全列表更新算法，生成的安全并查集查找算法；根据所述安全并查集查找算法
、
所述安全列表索引算法和安全比较协议，生成的安全并查集合并算法
。2.
一种基于算术共享的安全并查集方法的运算方法，应用于双云外包服务器，其特征在于，所述运算方法包括：基于算术共享生成安全并查集初始化算法，利用所述安全并查集初始化算法完成并查集的初始化；根据安全列表索引算法
、
安全列表查询算法
、
安全列表更新算法生成安全并查集查找算法，利用所述安全并查集查找算法完成并查集的查找；根据所述安全并查集查找算法
、
所述安全列表索引算法和安全比较协议生成安全并查集合并算法，利用所述安全并查集合并算法完成并查集的合并
。3.
根据权利要求2所述的运算方法，其特征在于，所述基于算术共享生成安全并查集初始化算法，利用所述安全并查集初始化算法完成并查集的初始化，包括：基于算术共享，对
N
个多元素列表进行加密共享，生成
2N
个秘密共享列表；为所述秘密共享列表分配相应的父节点和秩，完成并查集的初始化
。4.
根据权利要求2所述的运算方法，其特征在于，所述根据安全列表索引算法
、
安全列表查询算法
、
安全列表更新算法，生成安全并查集查找算法，包括：根据安全列表索引算法生成初始安全并查集查找算法；根据所述初始安全并查集查找算法和安全列表查询算法
、
安全列表更新算法，生成最终的安全并查集查找算法
。5.
根据权利要求2所述的运算方法，其特征在于，所述利用所述安全并查集查找算法完成并查集的查找，包括：根据所述安全列表索引算法获得父节点的索引；根据所述父节点的索引和辅助索引，利用安全列表查询算法获得所述父节点的共享掩码；循环执行所述初始安全并查集查找算法，并循环调用安全列表查询算法和安全列表更新算法，直至循环次数到达预设阈值，获得所述父节点对应的根节点；循环执行安全列表更新算法，直至循环次数到达预设阈值，输出所述父节点对应的根节点的共享掩码及共享值，完成并查集的查找；其中，共享掩码用于隐藏数据访问模式
...

【专利技术属性】
技术研发人员：程珂，王靖淇，付家瑄，范若璐，宋安霄，张志为，祝幸辉，沈玉龙，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：