保护两方数据隐私的协同计算方法及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111475854A(43)申请公布日2020.07.31(21)申请号202010587170.X(22)申请日2020.06.24(71)申请人支付宝（杭州）信息技术有限公司地址310000浙江省杭州市西湖区西溪路556号8层B段801-11(72)发明人张祺智李漓春殷山(74)专利代理机构成都七星天知识产权代理有限公司51253代理人袁春晓(51)Int.Cl.G06F21/62(2013.01)G06F21/60(2013.01)权利要求书4页说明书14页附图7页(54)发明名称保护两方数据隐私的协同计算方法及系统(57)摘要本说明书实施例公开了保护两方数据隐私的协同计算方法及系统，可应用于多方模型训练。第一方持有第一私密矩阵和私钥，第二方持有第二私密矩阵。两方分别对第一私密矩阵和第二私密矩阵进行放大处理，得到第一输入映射矩阵和第二输入映射矩阵。第一方处理第一输入映射矩阵得到第一密文矩阵并将其发送给第二方。第二方处理第一密文矩阵得到第二密文矩阵并将其发送给第一方。第一方基于第二密文矩阵和私钥计算待近似矩阵，对待近似矩阵进行近似得到第一输出映射矩阵。第一方对第一输出映射矩阵进行缩小处理得到第一输出矩阵并将其作为第一私密矩阵和第二私密矩阵的乘积的第一分片。第二方获得第二输出矩阵作为该乘积的第二分片。CN111475854ACN111475854A权利要求书1/4页1.一种保护两方数据隐私的协同计算方法，其中，第一方的计算设备存储有第一私密矩阵和私钥，第二方的计算设备存储有第二私密矩阵，所述第一私密矩阵中的元素和所述第二私密矩阵中的元素属于初始商群，所述私钥的元素属于目标商群，所述目标商群大于所述初始商群；所述方法由所述第一方的计算设备执行，其包括：将第一私密矩阵中元素提升到目标商群且将其数值放大p倍，得到第一输入映射矩阵；获得第一小范数矩阵，所述第一小范数矩阵的范数小于第一阈值且所述第一小范数矩阵的元素属于目标商群；将所述第一输入映射矩阵、所述第一小范数矩阵以及与所述私钥匹配的公钥进行第一运算，得到第一密文矩阵；将所述第一密文矩阵发送给所述第二方的计算设备，以使：所述第二方的计算设备将所述第一密文矩阵、第二输入映射矩阵、第二小范数矩阵、第二输出映射矩阵以及所述公钥进行第二运算，得到第二密文矩阵；其中，所述第二输入映射矩阵的元素属于目标商群且其数值相对所述第二私密矩阵的元素数值放大了p倍，所述第二小范数矩阵的范数小于第二阈值且所述第二小范数矩阵的元素属于目标商群，所述第二输出映射矩阵存储于所述第二方的计算设备，所述第二输出映射矩阵的元素属于目标商群且其数值缩小p2倍后仍属于所述目标商群；从所述第二方的计算设备接收所述第二密文矩阵；将所述第二密文矩阵以及所述私钥进行第三运算，得到待近似矩阵；将目标矩阵空间中最接近所述待近似矩阵的矩阵确定为第一输出映射矩阵；所述目标矩阵空间中矩阵的元素属于所述目标商群且其数值缩小p2倍后仍属于所述目标商群；将所述第一输出映射矩阵的元素数值缩小p2倍，得到第一输出矩阵并将其作为目标乘积的第一分片，所述目标乘积为所述第一私密矩阵和所述第二私密矩阵的乘积。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述公钥基于所述私钥和误差项得到，所述误差项的范数小于第三阈值。3.如权利要求2所述的方法，其中，所述初始商群为整数群Z/qZ，所述目标商群为整数群Z/p2qZ，其中，p大于q；所述第一小范数矩阵、所述第二小范数矩阵和所述误差项的范数小于p。4.如权利要求1所述的方法，其中，所述将所述第一输入映射矩阵、所述第一小范数矩阵以及与所述私钥匹配的公钥进行第一运算，包括：计算RA，得到X；计算Rb+M1，得到Y；其中，A表示所述公钥的第一部分，b表示所述公钥的第二部分，b=AS+e，S表示所述私钥，e表示误差项，R表示所述第一小范数矩阵，M1表示所述第一输入映射矩阵，(X,Y)表示所述第一密文矩阵。5.如权利要求4所述的方法，其中，所述第二密文矩阵，其中，U表示所述第二密文矩阵，M2表示所述第二输入映射矩阵，H0表示所述第二小范数矩阵，O表示零矩阵，H1表示所述第二输出映射矩阵；所述将所述第二密文矩阵以及所述私钥进行第三运算，包括：2CN111475854A权利要求书2/4页按V=(-ST,I)U计算，其中，V表示所述待近似矩阵，I表示单位矩阵。6.一种保护两方数据隐私的协同计算系统，其中，第一方的计算设备存储有第一私密矩阵和私钥，第二方的计算设备存储有第二私密矩阵，所述第一私密矩阵中的元素和所述第二私密矩阵中的元素属于初始商群，所述私钥的元素属于目标商群，所述目标商群大于所述初始商群；所述系统在所述第一方的计算设备上执行，其包括：第一输入映射矩阵