(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 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111469618.9 (22)申请日 2021.12.0 3 (71)申请人 广州大学 地址 510006 广东省广州市番禺区大 学城 外环西路23 0号 (72)发明人 高崇志　陈文彬　李保珲　何锫　 (74)专利代理 机构 广州市华学知识产权代理有 限公司 4 4245 代理人 郑秋松 (51)Int.Cl. G06F 21/60(2013.01) G06F 21/64(2013.01) G06K 9/62(2022.01) G06N 20/00(2019.01) (54)发明名称 一种同态加密方法及其在隐私保护分类器 上的应用 (57)摘要 本发明公开了一种同态加密方法及其在隐 私保护分类器上的应用。 该方法的具体步骤包括 使用密钥生成算 法KeyGen生成公钥pk和私钥sk、 加密明文Q、 解密密文c。 本发明相比现有 技术， 避 免了定点表示系统中数字必须表示为共享整数 才能进行乘法的弊端， 在计算效率和通信交互之 间达到了良好平 衡的效果， 应用在隐私保护分类 器加密中降低了预期的误分类损失， 并且保持了 与原始的最小贝叶斯风险的贝叶斯分类器相同 的准确率。 权利要求书3页 说明书8页 附图2页 CN 114297671 A 2022.04.08 CN 114297671 A 1.一种同态加密方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 在Paillier加密系统基础上构造同态加密工具： MASE＝(K eyGen,Enc,Dec ‑int,Dec,Mul,Ad d)， 其中， KeyGen算法用于生成公钥和私钥， Enc表示加密子算法， Dec ‑int表示整数化的解 密子算法， Dec表示整数解密子算法， Mul表示乘法算子， Ad d表示加法算子； 消息的发送方和接收方均根据K eyGen算法生成公钥和私钥； 发送方使用Enc加密子算法对明文进行加密， 并用乘法算子Mul和加法算子Add将密文 表示为具有乘加结构的输出 形式； 接收方首先使用整数化的解密子算法Dec ‑int将密文转换为整数形式， 再由整数解密 子算法Dec对整数 形式进行解密得到相应的明文。 2.根据权利要求1中所述同态加密方法， 其特 征在于， 生成公钥和私钥的过程具体为： 消息的发送方和接收方均使用KeyGen算法生成公钥pk和私钥sk； KeyGen为Paillier加 密系统中所采用的安全参数κ ∈N并返回公钥/私钥对(pk,sk)的概率算法， 记为： (pk,sk) ← KeyGen(1κ)， 且pk＝(n,g)， sk ＝( λ, μ )； 其中， n＝p*q， p和q是随机选取的两个不同的大素数； λ＝lcm(p ‑1,q‑1)， lcm(·,·)表 示为求两个参数的最小公倍数； g是随机数， 满足 表示小于n2且与n2互素的集， 是模n2乘法的 一个群， m表示输入的整数形式， gcd( ·,·)表示求两个参数的最大公约数； μ＝(L(gλ modn2))‑1且 计算μ倒数的函数L (x) 定义为 3.根据权利要求2中所述同态加密方法， 其特 征在于， 发送方加密明文的过程 为： 使用加密子算法Enc对明文Q∈R+进行加密后发送； 加密子算法Enc的加密过程为 为 的值， 为 的值； 其中， type ‑i表示加密模式， 且i∈{1,2}， li表示精度参数且li∈N； 表示对明 文Q在type ‑1加密模式下进行处理得到的m， 表示对明文Q在t ype‑2加密模式下进 行处理得到的m； Enc ‑Ppk(·,·)表示Paillier加密系统的加密函数， 其模数为n、 使用公钥 pk＝(n,g)、 输入 使用随机数 得到密文c＝Enc ‑Ppk(m,r)＝ gmmodn·rn mod n2。权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114297671 A 24.根据权利要求3中所述同态加密方法， 其特 征在于， 输出密文过程具体为： 将加密过程记为c＝＜Q＞， 对于多个密文， 有： 经type‑1加密模式加密后输出的多个密文形式上表现为乘法同态， 设其数量T∈N、 精 度参数l1∈N、 消息Q1,Q2,...,QT∈R+， 则结构为 用乘法算子Mul表示为c＝ Mulpk(c1,c2,...,cT)； 经type‑2加密模式加密后输出的对个密文形式上表现为加法同态， 设其数量K∈N、 精 度参数l1,l2∈N、 消息Q1,Q2,...,QK∈R+， 则结构为 用加法算子Add表示为c＝ Addpk(c1,c2,...,cK)。 5.根据权利要求4中所述同态加密方法， 其特征在于， 接收方将密文转换为整数形式的 过程为： 用整数化的解密子算法将接收到的密文c转换为与整数形式 相关的输入， 整数化的 解密子算法表示为Dec ‑intsk(c)＝Dec ‑Psk(c)； Dec‑Psk(·)为Paillier加密系统的加密函 数， 其使用私钥sk＝(λ, μ)、 输入密文c， 计算 得到 6.根据权利要求5中所述同态加密方法， 其特征在于， 接收方解密出明文的过程具体 为： 使用解密子算法Dec， 对与整数形式 相关的输入进行解密得到与加密模式对应的明 文Q∈R+； 解密子算法Dec以解密模 式i∈{1,2}、 精度参数li∈N、 私钥sk、 密文c为输入， 输出为对 应解密模式的明文Q∈R+； 解密子算法Dec的解密过程表示 为 其中， 为 的值， 表示对type ‑1密文c 做解密运算， 为 的值， 表示 对type‑2密文c做解密运 算， 输出具有乘加结构的明文Q11Q12…Q1T+...+QK1QK2…QKT。 7.一种根据权利要求1 ‑6中任一项的同态加密方法在隐私保护分类器上的应用， 其特 征在于， 隐私保护分类器为具有最小贝叶斯风险的朴素贝叶斯分类器， 同态加密方法应用 于对具有最小 贝叶斯风险的朴素贝叶斯分类 器中用户数据隐私保护的过程。 8.根据权利要求7中所述同态加密方法在隐私保护分类器上的应用， 其特征在于， 所述 具有最小贝叶斯风险的朴素贝叶斯分类器包括分类服务器和用户数据； 将同态加密方法中权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114297671 A 3