用于安全多方计算的指数函数协议设计方法及计算机设备

技术领域

本发明涉及安全多方计算技术领域，具体地，涉及一种用于安全多方计算的指数函数协议设计方法及计算机设备。

背景技术

安全多方计算(Secure Multi-Party Computation,MPC)的多个参与方P1,···,Pn分别持有私有输入x1,···,xn，想要联合完成对一个约定好的函数的计算并得到输出f(x1,···,xn)，同时每个参与方不想向其他参与方泄露有关自己私有输入的任何信息。因此，安全多方计算十分契合当今社会对数据隐私的需求。

然而，现有的用于安全多方计算的指数函数协议存在通信轮次较高、通信量较大、支持的输入范围较小等缺点。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于提供一种通信轮次低、通信量小且可支持的输入范围更大的用于安全多方计算的指数函数协议设计方法及计算机设备。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种用于安全多方计算的指数函数协议设计方法，包括以下步骤：

设计溢出检测子协议；

设计移位子协议；

设计分享转换子协议；

根据溢出检测子协议、移位子协议和分享转换子协议设计指数函数协议。

优选地，所述溢出检测子协议的功能是检测参与方持有的分享之和是否溢出模数，将溢出检测子协议记作Π

优选地，所述设计溢出检测子协议的流程为：

输入：[x]

输出：[Wrap(x

P

r＝r

P

m1＝r1||k1||γ1,m2＝r2||k2||γ2分别发送给P

对i＝1,2：

P

Wrap(x

P

P

输出[Wrap(x

优选地，所述移位子协议的功能是对分享进行移位，将移位子协议记作Π

优选地，所述设计移位子协议流程为：

输入：[x]

输出：[Trunc(x,k)]

P

γ′

P

(k

(k1′,k2′)←Π

P

对i＝1,2：

P

记

记δi′＝δimod 2

记

[α]

[α′]

P

[Wrap(x

记[φ]

优选地，所述分享转换子协议的功能是将乘法分享转换为加法分享，将分享转换子协议记作Π

优选地，所述设计分享转换子协议的流程为：

输入：a,b∈Z

辅助输入：Z

输出：[y]

对j＝1,···,m，P

对j＝1,···,m，P

r

P

有[a·b]

P

P

优选地，所述指数函数协议的功能是计算输入分享对应的指数函数值分享，将指数函数协议记作Π

优选地，所述设计指数函数协议的流程为：

对i＝1,2：P

P

[σ]

[μ]

P

P

P

P

P

P

对j＝1,···,m-1，P

进一步地，本发明还提供一种计算机设备，包括处理器以及用于存储所述处理器的可执行指令的存储器，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行如上所述的用于安全多方计算的指数函数协议设计方法。

与现有技术相比，本发明设计的用于安全多方计算的指数函数协议通信轮次低，通信量小，并且可支持的输入范围更大。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实施例提供的各协议之间的关系示意图；

图2为本发明实施例提供的用于安全多方计算的指数函数协议设计方法流程框图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明适用于基于秘密分享的安全多方计算场景，参与方的数量限定为3个，分别记为P

具体地，本发明提供一种用于安全多方计算的指数函数协议设计方法，本发明应用了Boyle等人提出的分布式比较函数协议Π

如图2所示，本发明用于安全多方计算的指数函数协议设计方法包括以下步骤：

S1：设计溢出检测子协议；

具体地，溢出检测子协议的功能是检测参与方P

输入：[x]

输出：[Wrap(x

1、P

r＝r

2、P

m1＝r1||k1||γ1,m2＝r2||k2||γ2分别发送给P

对i＝1,2：

3、P

Wrap(x

4、P

5、P

6、输出[Wrap(x

S2：设计移位子协议

具体地，移位子协议的功能是对分享进行移位，将该协议记作Π

输入：[x]

输出：[Trunc(x,k)]

P

γ′

P

(k

(k1′,k2′)←Π

P

对i＝1,2：

P

记

记δi′＝δimod 2

记

[α]

[α′]

P

[Wrap(x

记[φ]

S3：设计分享转换子协议；

具体地，分享转换子协议的功能是将乘法分享转换为加法分享，将该协议记作Π

输入：a,b∈Z

辅助输入：Z

输出：[y]

对j＝1,···,m，P

对j＝1,···,m，P

r

P

有[a·b]

P

P

S4：根据溢出检测子协议、移位子协议和分享转换子协议设计指数函数协议。

具体地，指数函数协议的功能是计算输入分享对应的指数函数值分享，将该协议记作Π

输入：[x]

输出：

若0

P

P

(k1′,k2′)←Π

(k

P

P

P

P

对i＝1,2：P

P

[σ]

[μ]

P

P

P

P

P

P

对j＝1,···,m-1，P

综上所述，本发明设计的用于安全多方计算的指数函数协议的优点在于协议的通信轮次低，通信量小，并且可支持的输入范围更大，下表1给出了本发明与相关SIRNN协议的对比，SIRNN协议设计中需要调用功能函数F

表1

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。