本說明書實(shí)施例涉及數(shù)據(jù)處理，尤其涉及一種基于函數(shù)加密的模型推理方法、裝置及設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、目前，大數(shù)據(jù)扮演著越來越重要的角色。數(shù)據(jù)的分享與交易成為了當(dāng)前技術(shù)和商業(yè)的一個(gè)熱點(diǎn)。由于數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)商品相比有較大的差異，比如容易丟失，容易復(fù)制，需要保密等。因而，對(duì)交易的處理能力、交易過程的可追蹤性、交易數(shù)據(jù)的完整性以及可靠性都有更高的要求。對(duì)于數(shù)據(jù)收集能力有限企業(yè)，數(shù)據(jù)交易將是一個(gè)互惠利工作可以促進(jìn)公司的創(chuàng)新。而與其他傳統(tǒng)生產(chǎn)要素相比，數(shù)據(jù)的獨(dú)特性在于，一旦被使用或被看見，就會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)包含的信息被泄露。而且就能被無(wú)限地傳播或者復(fù)制，造成數(shù)據(jù)大量傳播，降低了數(shù)據(jù)的價(jià)值。數(shù)據(jù)的價(jià)值發(fā)揮和隱私保護(hù)成了一對(duì)矛盾。數(shù)據(jù)發(fā)揮價(jià)值時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)的泄露。數(shù)據(jù)一旦被泄露傳播，數(shù)據(jù)源方就難以再次利用數(shù)據(jù)獲取價(jià)值，帶來十分不利的結(jié)果。同時(shí)，由于數(shù)據(jù)泄露難以追溯泄露源，泄露者和濫用者的責(zé)任就難以追究。加之部分機(jī)構(gòu)及企業(yè)的數(shù)據(jù)還涉及用戶的隱私，為了保護(hù)用戶隱私，更加限制了數(shù)據(jù)的流通和價(jià)值的發(fā)揮。雖然本領(lǐng)域提出了同態(tài)加密技術(shù)，用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)價(jià)值的挖掘和隱私保護(hù)的兼顧。但同態(tài)加密技術(shù)目前僅能夠?qū)崿F(xiàn)加法和乘法運(yùn)算，應(yīng)用范圍十分有限。因而需要繼續(xù)研究隱私計(jì)算的技術(shù)。

2、現(xiàn)有的方案通常使用同態(tài)加密方案，但是這一方案存在以下幾個(gè)急需解決的隱私安全問題：首先數(shù)據(jù)方持有的隱私數(shù)據(jù)不能以明文的形式發(fā)送給用戶方，否則會(huì)違反相關(guān)數(shù)據(jù)隱私保護(hù)規(guī)定。其次，模型方持有的機(jī)器學(xué)習(xí)分類器不能以明文的形式發(fā)送給用戶方。因?yàn)闄C(jī)器學(xué)習(xí)模型是模型方的機(jī)密信息，如果直接將模型給到用戶方，可能會(huì)導(dǎo)致模型泄露。另外，數(shù)據(jù)方和模型方傾向于將數(shù)據(jù)或者模型經(jīng)過處理(以保證不泄露數(shù)據(jù)、模型)后交由用戶方進(jìn)行使用，并不想?yún)⑴c后續(xù)的復(fù)雜的模型使用過程。

3、目前亟需一種基于函數(shù)加密的模型推理方法，能夠?qū)⒛Ｐ头降膶W(xué)習(xí)模型和數(shù)據(jù)方的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行加密并分別發(fā)送至用戶方，實(shí)現(xiàn)模型方和數(shù)據(jù)方都只需要提供密文以及密鑰，不需要參與執(zhí)行過程。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有技術(shù)中同態(tài)加密方案中的安全性差和效率較低的問題，本說明書實(shí)施例提供了一種基于函數(shù)加密的模型推理方法、裝置及設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了保證數(shù)據(jù)方或模型方不執(zhí)行解密操作，不會(huì)獲得分類結(jié)果，從而保證用戶方的信息安全；同時(shí)模型方和數(shù)據(jù)方只需生成密鑰，并不需要參與復(fù)雜的模型使用過程，計(jì)算量最大的計(jì)算分類結(jié)果的過程即由用戶方自己執(zhí)行，提高了函數(shù)加密的效率。

2、本說明書實(shí)施例的具體技術(shù)方案如下：

3、一方面，本說明書實(shí)施例提供了一種基于函數(shù)加密的模型推理方法，包括：

4、用戶方根據(jù)安全參數(shù)和分類集合配置公共參數(shù)，根據(jù)所述公共參數(shù)生成主密鑰并發(fā)送至數(shù)據(jù)方和模型方；

5、所述模型方接收到所述用戶方發(fā)送的主密鑰后判斷用戶方的目標(biāo)函數(shù)，并根據(jù)所述主密鑰以及所述目標(biāo)函數(shù)生成模型密鑰，將所述模型密鑰發(fā)送至用戶方；

6、所述數(shù)據(jù)方接收到所述用戶方發(fā)送的主密鑰后，判斷所述用戶方的需求，根據(jù)所述主密鑰以及所述需求生成密文，并發(fā)送至所述用戶方；

7、所述用戶方根據(jù)所述模型密鑰以及所述密文在所述分類集合中獲取分類結(jié)果。

8、進(jìn)一步的，用戶方根據(jù)安全參數(shù)和分類集合配置公共參數(shù)，進(jìn)一步包括，

9、所述用戶方根據(jù)業(yè)務(wù)需求獲取安全參數(shù)以及分類集合s；

10、根據(jù)所述安全參數(shù)和分類集合s配置公共參數(shù)為：

11、pp＝(g1,g2,gt,g1,g2,q,e,s)，

12、其中，g1,g2,gt為循環(huán)群；g1,g2分別為循環(huán)群g1,g2的生成元；q為循環(huán)群g1,g2,gt的階；e為g1和g2中的元素映射為gt中的元素的雙線性映射，s為分類集合。

13、進(jìn)一步的，根據(jù)所述公共參數(shù)生成主密鑰進(jìn)一步包括，

14、根據(jù)所述公共參數(shù)配置生成主密鑰為，msk＝(pp,b,b*)，

15、其中，b為隨機(jī)選擇的n行n列的可逆矩陣b，其元素均屬于集合zq＝{0,1,2,…,q-1}，b*＝det(b)·(b-1)t，det(b)是矩陣b的行列式，b-1是矩陣b的逆矩陣，(b-1)t中的符號(hào)表示矩陣的轉(zhuǎn)置。

16、進(jìn)一步的，判斷用戶方的目標(biāo)函數(shù)，并根據(jù)所述主密鑰以及所述目標(biāo)函數(shù)生成模型密鑰進(jìn)一步包括，

17、所述模型方接收到所述主密鑰msk＝(pp,b,b*)后，根據(jù)主密鑰建立集合zq并選擇隨機(jī)元素α；

18、構(gòu)建學(xué)習(xí)模型計(jì)算中間值x’＝x·b，且為n維向量；

19、基于所述學(xué)習(xí)模型計(jì)算所述模型密鑰

20、進(jìn)一步的，判斷所述用戶方的需求，根據(jù)所述主密鑰以及所述需求生成密文進(jìn)一步包括，

21、所述數(shù)據(jù)方在接收到所述主密鑰msk＝(pp,b,b*)后，根據(jù)主密鑰建立集合zq并選擇隨機(jī)元素β；

22、構(gòu)建隱私數(shù)據(jù)計(jì)算中間值y’＝y(tǒng)·b，且是一個(gè)n維向量；

23、根據(jù)所述隱私數(shù)據(jù)生成密文

24、進(jìn)一步的，所述用戶方根據(jù)所述模型密鑰以及所述密文在所述分類集合中獲取分類結(jié)果進(jìn)一步包括，

25、所述用戶方根據(jù)所述模型密鑰sk＝(k1,k2)以及所述密文ct＝(c1,c2)生成公式：

26、

27、找到使得(d1)s＝d2成立的s∈s即為所述分類結(jié)果。

28、另一方面，本說明書實(shí)施例還提供了一種基于函數(shù)加密的模型推理裝置，所述裝置包括：

29、主密鑰生成單元，位于用戶方，用于根據(jù)安全參數(shù)和分類集合配置公共參數(shù)，根據(jù)所述公共參數(shù)生成主密鑰并發(fā)送至數(shù)據(jù)方和模型方；

30、模型方單元，用于接收到所述用戶方發(fā)送的主密鑰后判斷用戶方的目標(biāo)函數(shù)，并根據(jù)所述主密鑰以及所述目標(biāo)函數(shù)生成模型密鑰，將所述模型密鑰發(fā)送至用戶方；

31、數(shù)據(jù)方單元，用于接收到所述用戶方發(fā)送的主密鑰后，判斷所述用戶方的需求，根據(jù)所述主密鑰以及所述需求生成密文，并發(fā)送至所述用戶方；

32、分類結(jié)果生成單元，位于所述用戶方，用于根據(jù)所述模型密鑰以及所述密文在所述分類集合中獲取分類結(jié)果。

33、另一方面，本說明書實(shí)施例還提供了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器、以及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上的計(jì)算機(jī)程序，處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述的方法。

34、另一方面，本說明書實(shí)施例還提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述的方法。

35、最后，本說明書實(shí)施例還提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述的方法。

36、利用本說明書實(shí)施例，提供一種通過函數(shù)加密實(shí)現(xiàn)了三方分別加密不需要隱私數(shù)據(jù)共享的模型推理方法，首先用戶方根據(jù)安全參數(shù)和分類集合配置公共參數(shù)，根據(jù)所述公共參數(shù)生成主密鑰并發(fā)送至數(shù)據(jù)方和模型方；在模型方接收到用戶方發(fā)送的主密鑰后判斷用戶方的目標(biāo)函數(shù)，并根據(jù)主密鑰以及所述目標(biāo)函數(shù)生成模型密鑰發(fā)送給用戶方；同時(shí)數(shù)據(jù)方接收到所述用戶方發(fā)送的主密鑰后，判斷所述用戶方的需求的數(shù)據(jù)，通過所述主密鑰生成的算法加密所述數(shù)據(jù)生成密文，并發(fā)送至所述用戶方；最后，用戶方根據(jù)模型密鑰以及密文在分類集合中獲取分類結(jié)果。實(shí)現(xiàn)了保證數(shù)據(jù)方或模型方不執(zhí)行解密操作，不會(huì)獲得分類結(jié)果，從而保證用戶方的信息安全；同時(shí)模型方和數(shù)據(jù)方只需生成密鑰，并不需要參與復(fù)雜的模型使用過程，計(jì)算量最大的計(jì)算分類結(jié)果的過程即由用戶方自己執(zhí)行，提高了模型推理的效率。