CN114661680A - 一种私有数据隐匿共享方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种私有数据隐匿共享方法。它包括以下步骤：发起方采用布谷鸟哈希算法将ID数据集A内的每个数据分配到相应哈希桶中的存储位置存储，参与方采用简单哈希算法将ID数据集B内的每个数据分配到相应哈希桶中的存储位置存储；发起方和参与方配合使用秘密分享算法对布谷鸟哈希的每个哈希桶内存储的数据与简单哈希的编号相同的哈希桶内存储的所有数据进行比较，发起方、参与方分别得到比较结果；发起方计算出每个哈希桶对应的共享值分片G1，参与方计算出每个哈希桶对应的共享值分片G2。本发明使得参与方能够将与发起方的交集ID数据对应的特征数据的一部分分享给发起方，且不会泄漏双方的ID数据，保护了双方的私有数据隐私和安全。

Description

一种私有数据隐匿共享方法
技术领域
本发明涉及数据共享技术领域，尤其涉及一种私有数据隐匿共享方法。
背景技术
个人信息保护法里明确提出在企业数据交互中要去标识化和匿名化，去标识化是指个人信息经过处理，使其在不借助额外信息的情况下无法识别特定自然人的过程，匿名化是指个人信息经过处理无法识别特定自然人且不能复原的过程。
目前，如果两方想对交集用户的数据进行一些统计计算或者用交集用户的数据进行联合建模，首先需要对两方的ID数据进行隐私集合求交，在不泄漏交集以外的ID数据信息的情况下获得双方的交集结果，然后共享交集ID数据对应的明文特征数据，但这样就会泄漏交集的ID数据及ID数据对应的特征数据。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题，提供了一种私有数据隐匿共享方法，其使得参与方能够将与发起方的交集ID数据对应的特征数据的一部分分享给发起方，且不会泄漏双方的ID数据，保护了双方的私有数据隐私和安全。
为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案予以实现：
本发明的一种私有数据隐匿共享方法，包括以下步骤：
S1：发起方客户端读取发起方数据库内待求交集的ID数据集A，发起方客户端采用布谷鸟哈希算法将ID数据集A内的每个ID数据分配到布谷鸟哈希的相应哈希桶中的存储位置存储，布谷鸟哈希有K个哈希桶，每个哈希桶只有1个存储位置，将没有被分配到ID数据的存储位置存入随机数a；
参与方客户端读取参与方数据库内待求交集的ID数据集B，参与方客户端采用简单哈希算法将ID数据集B内的每个ID数据分配到简单哈希的相应哈希桶中的相应存储位置存储，简单哈希有K个哈希桶，每个哈希桶有d个存储位置，将没有被分配到ID数据的存储位置存入随机数b；
S2：发起方客户端和参与方客户端配合使用秘密分享算法的比较协议对布谷鸟哈希的每个哈希桶内存储的ID数据与简单哈希的编号相同的哈希桶内存储的d个ID数据进行比较，发起方客户端得到与布谷鸟哈希的每个哈希桶对应的比较结果C1，参与方客户端得到与简单哈希的每个哈希桶对应的比较结果C2；
如果布谷鸟哈希的某个编号的哈希桶内存储的ID数据与简单哈希的编号相同的哈希桶内存储的d个ID数据中的一个相同，则该编号的哈希桶对应的比较结果C1+ C2= enc(1)，
如果布谷鸟哈希的某个编号的哈希桶内存储的ID数据与简单哈希的编号相同的哈希桶内存储的d个ID数据都不相同，则该编号的哈希桶对应的比较结果C1+C2= enc(0)，
其中，enc(1)表示采用秘密分享算法加密数值1得到的加密值，enc(0)表示采用秘密分享算法加密数值0得到的加密值；
S3：参与方客户端根据简单哈希的每个哈希桶内的ID数据、每个ID数据对应的特征数据以及每个哈希桶对应的随机数H构造出与每个哈希桶对应的曲线函数Q，并将其发送给发起方客户端；
S4：发起方客户端根据接收到的每个哈希桶对应的曲线函数Q以及布谷鸟哈希的每个哈希桶内的ID数据计算出每个哈希桶对应的参数值E；
S5：发起方客户端与参与方客户端配合使用秘密分享算法的乘法协议对每个哈希桶对应的比较结果C1与该哈希桶对应的随机数H相乘，发起方客户端得到与每个哈希桶对应的乘积分片D1，参与方客户端得到与每个哈希桶对应的乘积分片D2，D1+D2= C1*H；
发起方客户端与参与方客户端配合使用秘密分享算法的乘法协议对每个哈希桶对应的比较结果C2与该哈希桶对应的参数值E相乘，发起方客户端得到与每个哈希桶对应的乘积分片R1，参与方客户端得到与每个哈希桶对应的乘积分片R2，R1+R2= C2*E；
S6：发起方客户端根据每个哈希桶对应的比较结果C1、参数值E、乘积分片D1、乘积分片R1计算出每个哈希桶对应的共享值分片G1，G1= C1*E+ D1+R1；
参与方客户端根据每个哈希桶对应的比较结果C2、随机数H、乘积分片D2、乘积分片R2计算出每个哈希桶对应的共享值分片G2，G2= C2*H+ D2+R2。
在本方案中，发起方对ID数据集A内的ID数据进行布谷鸟哈希处理，使ID数据集A内的每个ID数据都被分配到唯一对应的哈希桶中的存储位置存储，没有被分配到数据的存储位置存入随机数a。参与方对ID数据集B内的ID数据进行简单哈希处理，使得ID数据集B内的每个ID数据被分配到简单哈希的相应哈希桶中的相应存储位置存储，由于ID数据集B内的数据是经过简单哈希处理，所以ID数据集B内的每个数据可能被分配到1个哈希桶中的相应存储位置或多个哈希桶中的不同存储位置，即有可能多个哈希桶中都有存储位置被分配到同样的数据，被分配到数据的存储位置都存入对应的ID数据，没有被分配到ID数据的存储位置存入随机数b。随机数a不等于随机数b，随机数a、随机数b也与数据集A、数据集B中的所有数据都不相同。
通过上述方法就实现了对ID数据集A内ID数据、ID数据集B内ID数据的重新排序。ID数据集B内的单个数据可能会被分配到多个简单哈希的哈希桶中，这些哈希桶的编号中有一个编号与ID数据集A内的同样ID数据被分配到的布谷鸟哈希的哈希桶的编号一致。这样，比较同样编号的布谷鸟哈希的哈希桶中ID数据与简单哈希的哈希桶中每个ID数据是否一样，就能快速找出相同的数据。
之后，发起方和参与方配合使用现有的秘密分享算法的比较协议对布谷鸟哈希的每个哈希桶内存储的ID数据与简单哈希的编号相同的哈希桶内存储的d个ID数据依次进行比较，得到比较结果，由于发起方、参与方都只得到加密状态的比较结果，且秘密分享算法的机制会使得发起方客户端得到的每个C1的值都不相同，参与方客户端得到的每个C2的值都不相同，所以发起方、参与方都不知道每个ID数据的具体比较情况，从而无法获得交集的具体数据。
接着，参与方客户端给简单哈希的每个哈希桶都生成一个对应的随机数H，结合每个哈希桶内的ID数据、每个ID数据对应的特征数据构造出与每个哈希桶对应的曲线函数Q，发起方客户端根据接收到的每个哈希桶对应的曲线函数Q以及布谷鸟哈希的每个哈希桶内的ID数据计算出每个哈希桶对应的参数值E，如果布谷鸟哈希的某个编号的哈希桶内存储的ID数据与简单哈希的编号相同的哈希桶内存储的d个ID数据中的一个相同，假设交中的ID数据对应的特征数据为R，则该编号的哈希桶对应的参数值E+随机数H=R。
此时，发起方客户端有每个哈希桶对应的比较结果C1、参数值E，参与方客户端有每个哈希桶对应的比较结果C2、随机数H，发起方客户端与参与方客户端配合使用秘密分享算法的乘法协议计算每个哈希桶对应的比较结果C1与该哈希桶对应的随机数H的乘法、每个哈希桶对应的比较结果C2与该哈希桶对应的参数值E的乘法，发起方客户端得到与每个哈希桶对应的乘积分片D1、乘积分片R1，参与方客户端得到与每个哈希桶对应的乘积分片D2、乘积分片R2。最后，发起方客户端每个哈希桶对应的共享值分片G1，G1= C1*E+ D1+R1，参与方客户端计算出每个哈希桶对应的共享值分片G2，G2= C2*H+ D2+R2。
这样，如果布谷鸟哈希的某个编号的哈希桶内存储的ID数据与简单哈希的编号相同的哈希桶内存储的d个ID数据中的一个相同，即交中，假设交中的ID数据对应的特征数据为R，则该编号的哈希桶对应的比较结果C1+C2= enc(1)，发起方客户与参与方客户配合使用采用秘密分享算法的加法计算该编号的哈希桶对应的共享值分片G1与共享值分片G2的和，得到G1+ G2= C1*E+ D1+R1+ C2*H+ D2+R2= C1*E+C1*H+C2*E+C2*H=（C1+C2）*（E+H）=enc(1)*R，发起方、参与方配合使用秘密分享算法对enc(1)解密可以得到交中的ID数据对应的特征数据R的明文值；
如果布谷鸟哈希的某个编号的哈希桶内存储的ID数据与简单哈希的编号相同的哈希桶内存储的d个ID数据都不相同，即没有交中，则该编号的哈希桶对应的比较结果C1+C2= enc(0)，发起方客户与参与方客户配合使用采用秘密分享算法的加法计算该编号的哈希桶对应的共享值分片G1与共享值分片G2的和，得到G1+ G2= C1*E+ D1+R1+ C2*H+ D2+R2= C1*E+ C1*H+ C2*E+ C2*H=（C1+C2）*（E+H）= enc(0)*（E+H），发起方、参与方配合使用秘密分享算法对enc(0)解密，得到的值为0。
通过本方案，参与方将与发起方交集的ID数据对应的特征数据的一部分分享给发起方，而整个过程中，参与方、发起方双方都无法知道具体哪些ID数据交中了，发起方也无法知道参与方的特征数据的明文值。当发起方需要计算交集的ID数据对应的特征数据的总和时，只需要与参与方配合将所有哈希桶对应的共享值分片G1、共享值分片G2都进行秘密分享算法的加法计算得到总和值，然后使用秘密分享算法对总和值进行解密就可以得到交集的ID数据对应的特征数据的总和的明文值，因为没有交集的哈希桶对应的共享值分片G1、共享值分片G2相加后的结果是0，有交集的哈希桶对应的共享值分片G1、共享值分片G2相加后的结果是1*交中ID数据对应的特征数据明文值，所以可以通过上述方法算出总和值，且不暴露双方的私有数据隐私。如果要算均值，就将所有哈希桶对应的比较结果C1、比较结果C2累加后解密得到交中的ID数据个数，结合上述算出的总和值得到均值。
例如：发起方委托参与方做广告投放业务，在结算阶段需要评估网站的广告投放业务的效果，需要知道参与方投放的效果，即发起方的用户中通过参与方投放广告产生的新用户在网站上点击该广告的总点击率、平均点击率。
由于没有交集的哈希桶对应的共享值分片G1、共享值分片G2相加后解密的结果是0，有交集的哈希桶对应的共享值分片G1、共享值分片G2相加后解密的结果是1*交中ID数据对应的特征数据明文值，所以双方采用本方案将各自的ID数据对应的特征数据分享给对方后就可以进行联合建模，而整个过程都不会泄漏交集的ID数据及ID数据对应的特征数据，保护了双方的私有数据隐私和安全。
作为优选，所述步骤S2包括以下步骤：
S21：参与方客户端根据简单哈希的每个哈希桶内的ID数据以及每个哈希桶对应的随机数T构造出与每个哈希桶对应的曲线函数P；
S22：参与方客户端将每个哈希桶对应的曲线函数P发送给发起方客户端；
S23：发起方客户端根据布谷鸟哈希的每个哈希桶内的ID数据以及每个哈希桶对应的曲线函数P计算出每个哈希桶对应的参数值Z；
S24：发起方客户端和参与方客户端配合使用秘密分享算法的比较协议对布谷鸟哈希的每个哈希桶对应的参数值Z与简单哈希的编号相同的哈希桶对应的随机数T进行比较，发起方客户端得到与布谷鸟哈希的每个哈希桶对应的比较结果C1，参与方客户端得到与简单哈希的每个哈希桶对应的比较结果C2；
如果布谷鸟哈希的某个编号的哈希桶对应的参数值Z与简单哈希的编号相同的哈希桶对应的随机数T相同，则该编号的哈希桶对应的比较结果C1+ C2= enc(1)，
如果布谷鸟哈希的某个编号的哈希桶对应的参数值Z与简单哈希的编号相同的哈希桶对应的随机数T不相同，则该编号的哈希桶对应的比较结果C1+C2= enc(0)，
其中，enc(1)表示采用秘密分享算法加密数值1得到的加密值，enc(0)表示采用秘密分享算法加密数值0得到的加密值。
无需将布谷鸟哈希的每个哈希桶内存储的ID数据与简单哈希的编号相同的哈希桶内存储的d个ID数据依次进行比较，大大提高了运算速度。
作为优选，所述步骤S21中构造编号为i的哈希桶对应的曲线函数Pi的方法如下，1≤i≤K：
计算编号为i的哈希桶内每个数据对应的参数值Y，计算编号为i的哈希桶内编号为j的存储位置存储的数据Xij对应的参数值Yij的公式为：Yij=F(Xij)⊕Ti，其中，F(Xij)表示随机数生成函数F根据输入的数据Xij生成的输出值，Ti表示编号为i的哈希桶对应的随机数，⊕表示按位异或，1≤j≤d；
构造每个存储位置对应的数据点，编号为j的存储位置对应的数据点为(Xij,Yij)，根据构造的数据点利用拉格朗日插值法构造出编号为i的哈希桶对应的曲线函数Pi，Yij=Pi(Xij)。
作为优选，所述随机数Ti由可编程随机函数OPPRF生成。
作为优选，所述步骤S23中发起方客户端根据布谷鸟哈希的编号为i的哈希桶内的数据Xi以及编号为i的哈希桶对应的曲线函数Pi计算出编号为i的哈希桶对应的参数值Z(i)的公式如下：
Z(i)=F(Xi)⊕Pi(Xi)，其中，F(Xi)表示随机数生成函数F根据输入的数据Xi生成的输出值，Pi(Xi)表示将数据Xi代入曲线函数Pi得到的结果。
如果Xi=Xij，则Z(i)=F(Xi)⊕Pi(Xi)= F(Xij)⊕(F(Xij)⊕Ti)=Ti，即如果布谷鸟哈希的编号为i的哈希桶内存储的ID数据与简单哈希的编号为i的哈希桶内存储的d个ID数据中的一个相同，则Z(i)=Ti。
作为优选，所述步骤S3中参与方客户端根据简单哈希的编号为i的哈希桶内的ID数据、每个ID数据对应的特征数据以及编号为i的哈希桶对应的随机数Hi构造出与编号为i的哈希桶对应的曲线函数Qi的方法如下，1≤i≤K：
计算简单哈希的编号为i的哈希桶内每个ID数据对应的参数值W，计算编号为i的哈希桶内编号为j的存储位置存储的ID数据Xij对应的参数值Wij的公式为：Wij=F(Xij)⊕(Vij-Hi)，其中，F(Xij)表示随机数生成函数F根据输入的ID数据Xij生成的输出值，Vij表示ID数据Xij对应的特征数据，Hi表示编号为i的哈希桶对应的随机数，⊕表示按位异或，1≤j≤d；
构造每个存储位置对应的数据点，编号为j的存储位置对应的数据点为(Xij,Wij)，根据构造的数据点利用拉格朗日插值法构造出编号为i的哈希桶对应的曲线函数Qi，Wij=Qi(Xij)。
作为优选，所述步骤S4中发起方客户端根据编号为i的哈希桶对应的曲线函数Qi以及布谷鸟哈希的编号为i的哈希桶内的ID数据Xi计算出编号为i的哈希桶内的ID数据对应的参数值E(i)的公式如下：
E(i)= F(Xi)⊕Qi(Xi)，其中，F(Xi)表示随机数生成函数F根据输入的ID数据Xi生成的输出值，Qi(Xi)表示将ID数据Xi代入曲线函数Qi得到的结果。
如果Xi=Xij，则E(i)= F(Xi)⊕Qi(Xi)=F(Xij)⊕(F(Xij)⊕(Vij-Hi))=Vij-Hi，即如果布谷鸟哈希的编号为i的哈希桶内存储的ID数据与简单哈希的编号为i的哈希桶内存储的d个ID数据中的一个相同，则E(i)=Vij-Hi，E(i)+Hi=Vij，即得到了ID数据Xij对应的特征数据Vij。
作为优选，所述K=max(m,n)*f，其中，m为数据集A含有的数据个数，n为数据集B含有的数据个数，f为大于1的系数。
布谷鸟哈希、简单哈希具有的哈希桶的数量一致，都为K个。取m、n中的最大值乘以f得到K的值，使得ID数据集A内的数据、ID数据集B内的数据都能分配到对应的哈希桶。
作为优选，所述布谷鸟哈希和简单哈希都使用相同的E个哈希函数。
本发明的有益效果是：使得参与方能够将与发起方的交集ID数据对应的特征数据的一部分分享给发起方，且不会泄漏双方的ID数据，保护了双方的私有数据隐私和安全。
附图说明
图1是实施例的流程图；
图2是ID数据分配到哈希桶的示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：本实施例的一种私有数据隐匿共享方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1：发起方客户端读取发起方数据库内待求交集的ID数据集A，发起方客户端采用布谷鸟哈希算法将ID数据集A内的每个ID数据分配到布谷鸟哈希的相应哈希桶中的存储位置存储，布谷鸟哈希有K个哈希桶，每个哈希桶只有1个存储位置，将没有被分配到ID数据的存储位置存入随机数a；
参与方客户端读取参与方数据库内待求交集的ID数据集B，参与方客户端采用简单哈希算法将ID数据集B内的每个ID数据分配到简单哈希的相应哈希桶中的相应存储位置存储，简单哈希有K个哈希桶，每个哈希桶有d个存储位置，将没有被分配到ID数据的存储位置存入随机数b；
S2：发起方客户端和参与方客户端配合对布谷鸟哈希的每个哈希桶内存储的ID数据与简单哈希的编号相同的哈希桶内存储的d个ID数据进行比较，具体步骤如下：
S21：参与方客户端根据简单哈希的每个哈希桶内的ID数据以及每个哈希桶对应的随机数T构造出与每个哈希桶对应的曲线函数P；
构造编号为i的哈希桶对应的曲线函数Pi的方法如下，1≤i≤K：
计算编号为i的哈希桶内每个数据对应的参数值Y，计算编号为i的哈希桶内编号为j的存储位置存储的数据Xij对应的参数值Yij的公式为：Yij=F(Xij)⊕Ti，其中，F(Xij)表示随机数生成函数F根据输入的数据Xij生成的输出值，Ti表示编号为i的哈希桶对应的随机数，随机数Ti由可编程随机函数OPPRF生成，⊕表示按位异或，1≤j≤d；
构造每个存储位置对应的数据点，编号为j的存储位置对应的数据点为(Xij,Yij)，根据构造的数据点利用拉格朗日插值法构造出编号为i的哈希桶对应的曲线函数Pi，Yij=Pi(Xij)；
S22：参与方客户端将每个哈希桶对应的曲线函数P发送给发起方客户端；
S23：发起方客户端根据布谷鸟哈希的每个哈希桶内的ID数据以及每个哈希桶对应的曲线函数P计算出每个哈希桶对应的参数值Z；
发起方客户端根据布谷鸟哈希的编号为i的哈希桶内的数据Xi以及编号为i的哈希桶对应的曲线函数Pi计算出编号为i的哈希桶对应的参数值Z(i)的公式如下：
Z(i)=F(Xi)⊕Pi(Xi)，其中，F(Xi)表示随机数生成函数F根据输入的数据Xi生成的输出值，Pi(Xi)表示将数据Xi代入曲线函数Pi得到的结果；
S24：发起方客户端和参与方客户端配合使用秘密分享算法的比较协议对布谷鸟哈希的每个哈希桶对应的参数值Z与简单哈希的编号相同的哈希桶对应的随机数T进行比较，发起方客户端得到与布谷鸟哈希的每个哈希桶对应的比较结果C1，参与方客户端得到与简单哈希的每个哈希桶对应的比较结果C2；
如果布谷鸟哈希的编号为 i的哈希桶内存储的ID数据与简单哈希的编号为 i的哈希桶内存储的d个ID数据中的一个相同，则编号为 i的哈希桶对应的比较结果C1(i)+C2(i)=enc(1)，C1(i)表示发起方客户端得到的与布谷鸟哈希的编号为 i的哈希桶对应的比较结果，C2(i)表示参与方客户端得到的与简单哈希的编号为 i的哈希桶对应的比较结果，
如果布谷鸟哈希的编号为 i的哈希桶内存储的ID数据与简单哈希的编号为 i的哈希桶内存储的d个ID数据都不相同，则编号为 i的哈希桶对应的比较结果C1(i)+C2(i)=enc(0)，其中，enc(1)表示采用秘密分享算法加密数值1得到的加密值，enc(0)表示采用秘密分享算法加密数值0得到的加密值（例如，enc(1)的数值对264取模得到数值1，enc(0)的数值对264取模得到数值0）；
S3：参与方客户端根据简单哈希的每个哈希桶内的ID数据、每个ID数据对应的特征数据以及每个哈希桶对应的随机数H构造出与每个哈希桶对应的曲线函数Q，并将其发送给发起方客户端；
参与方客户端根据简单哈希的编号为i的哈希桶内的ID数据、每个ID数据对应的特征数据以及编号为i的哈希桶对应的随机数Hi构造出与编号为i的哈希桶对应的曲线函数Qi的方法如下，1≤i≤K：
计算简单哈希的编号为i的哈希桶内每个ID数据对应的参数值W，计算编号为i的哈希桶内编号为j的存储位置存储的ID数据Xij对应的参数值Wij的公式为：Wij=F(Xij)⊕(Vij-Hi)，其中，F(Xij)表示随机数生成函数F根据输入的ID数据Xij生成的输出值，Vij表示ID数据Xij对应的特征数据，Hi表示编号为i的哈希桶对应的随机数，1≤j≤d；
构造每个存储位置对应的数据点，编号为j的存储位置对应的数据点为(Xij,Wij)，根据构造的数据点利用拉格朗日插值法构造出编号为i的哈希桶对应的曲线函数Qi，Wij=Qi(Xij)；
S4：发起方客户端根据接收到的每个哈希桶对应的曲线函数Q以及布谷鸟哈希的每个哈希桶内的ID数据计算出每个哈希桶对应的参数值E；
发起方客户端根据编号为i的哈希桶对应的曲线函数Qi以及布谷鸟哈希的编号为i的哈希桶内的ID数据Xi计算出编号为i的哈希桶内的ID数据对应的参数值E(i)的公式如下：
E(i)= F(Xi)⊕Qi(Xi)，其中，F(Xi)表示随机数生成函数F根据输入的ID数据Xi生成的输出值，Qi(Xi)表示将ID数据Xi代入曲线函数Qi得到的结果；
S5：发起方客户端与参与方客户端配合使用秘密分享算法的乘法协议对每个哈希桶对应的比较结果C1与该哈希桶对应的随机数H相乘，发起方客户端得到与每个哈希桶对应的乘积分片D1，参与方客户端得到与每个哈希桶对应的乘积分片D2，D1+D2= C1*H；
发起方客户端得到编号为i的哈希桶对应的乘积分片D1为D1(i)，参与方客户端得到编号为i的哈希桶对应的乘积分片D2为D2(i)，D1(i)+D2(i)=C1(i)*Hi；
发起方客户端与参与方客户端配合使用秘密分享算法的乘法协议对每个哈希桶对应的比较结果C2与该哈希桶对应的参数值E相乘，发起方客户端得到与每个哈希桶对应的乘积分片R1，参与方客户端得到与每个哈希桶对应的乘积分片R2，R1+R2= C2*E；
发起方客户端得到编号为i的哈希桶对应的乘积分片R1为R1(i)，参与方客户端得到编号为i的哈希桶对应的乘积分片R2为R2(i)，R1(i)+R2(i)=C2(i)* E(i)；
S6：发起方客户端根据每个哈希桶对应的比较结果C1、参数值E、乘积分片D1、乘积分片R1计算出每个哈希桶对应的共享值分片G1，G1= C1*E+ D1+R1；
发起方客户端计算出编号为i的哈希桶对应的共享值分片G1(i)=C1(i)* E(i)+D1(i)+R1(i)；
参与方客户端根据每个哈希桶对应的比较结果C2、随机数H、乘积分片D2、乘积分片R2计算出每个哈希桶对应的共享值分片G2，G2= C2*H+ D2+R2；
参与方客户端计算出编号为i的哈希桶对应的共享值分片G2(i)=C2(i)*Hi +D2(i)+R2(i)。
在本方案中，发起方对ID数据集A内的ID数据进行布谷鸟哈希处理，使ID数据集A内的每个ID数据都被分配到唯一对应的哈希桶中的存储位置存储，没有被分配到数据的存储位置存入随机数a。参与方对ID数据集B内的ID数据进行简单哈希处理，使得ID数据集B内的每个ID数据被分配到简单哈希的相应哈希桶中的相应存储位置存储，由于ID数据集B内的数据是经过简单哈希处理，所以ID数据集B内的每个数据可能被分配到1个哈希桶中的相应存储位置或多个哈希桶中的不同存储位置，即有可能多个哈希桶中都有存储位置被分配到同样的数据，被分配到数据的存储位置都存入对应的ID数据，没有被分配到ID数据的存储位置存入随机数b。随机数a不等于随机数b，随机数a、随机数b也与数据集A、数据集B中的所有数据都不相同。
通过上述方法就实现了对ID数据集A内ID数据、ID数据集B内ID数据的重新排序。ID数据集B内的单个数据可能会被分配到多个简单哈希的哈希桶中，这些哈希桶的编号中有一个编号与ID数据集A内的同样ID数据被分配到的布谷鸟哈希的哈希桶的编号一致。这样，比较同样编号的布谷鸟哈希的哈希桶中ID数据与简单哈希的哈希桶中每个ID数据是否一样，就能快速找出相同的数据。
之后，发起方和参与方配合对布谷鸟哈希的每个哈希桶内存储的ID数据与简单哈希的编号相同的哈希桶内存储的d个ID数据进行比较，得到比较结果，由于发起方、参与方都只得到加密状态的比较结果，且秘密分享算法的机制会使得发起方客户端得到的每个C1的值都不相同，参与方客户端得到的每个C2的值都不相同，所以发起方、参与方都不知道每个ID数据的具体比较情况，从而无法获得交集的具体数据。
接着，参与方客户端给简单哈希的每个哈希桶都生成一个对应的随机数H，结合每个哈希桶内的ID数据、每个ID数据对应的特征数据构造出与每个哈希桶对应的曲线函数Q，发起方客户端根据接收到的每个哈希桶对应的曲线函数Q以及布谷鸟哈希的每个哈希桶内的ID数据计算出每个哈希桶对应的参数值E，如果布谷鸟哈希的某个编号的哈希桶内存储的ID数据与简单哈希的编号相同的哈希桶内存储的d个ID数据中的一个相同，假设交中的ID数据对应的特征数据为R，则该编号的哈希桶对应的参数值E+随机数H=R。
此时，发起方客户端有每个哈希桶对应的比较结果C1、参数值E，参与方客户端有每个哈希桶对应的比较结果C2、随机数H，发起方客户端与参与方客户端配合使用秘密分享算法的乘法协议计算每个哈希桶对应的比较结果C1与该哈希桶对应的随机数H的乘法、每个哈希桶对应的比较结果C2与该哈希桶对应的参数值E的乘法，发起方客户端得到与每个哈希桶对应的乘积分片D1、乘积分片R1，参与方客户端得到与每个哈希桶对应的乘积分片D2、乘积分片R2。最后，发起方客户端每个哈希桶对应的共享值分片G1，G1= C1*E+ D1+R1，参与方客户端计算出每个哈希桶对应的共享值分片G2，G2= C2*H+ D2+R2。
这样，如果布谷鸟哈希的某个编号的哈希桶内存储的ID数据与简单哈希的编号相同的哈希桶内存储的d个ID数据中的一个相同，即交中，假设交中的ID数据对应的特征数据为R，则该编号的哈希桶对应的比较结果C1+ C2= enc(1)，发起方客户与参与方客户配合使用采用秘密分享算法的加法计算该编号的哈希桶对应的共享值分片G1与共享值分片G2的和，得到G1+ G2= C1*E+ D1+R1+ C2*H+ D2+R2= C1*E+ C1*H+ C2*E+ C2*H=（C1+C2）*（E+H）= enc(1)*R，发起方、参与方配合使用秘密分享算法对enc(1)解密可以得到交中的ID数据对应的特征数据R的明文值；
如果布谷鸟哈希的某个编号的哈希桶内存储的ID数据与简单哈希的编号相同的哈希桶内存储的d个ID数据都不相同，即没有交中，则该编号的哈希桶对应的比较结果C1+C2= enc(0)，发起方客户与参与方客户配合使用采用秘密分享算法的加法计算该编号的哈希桶对应的共享值分片G1与共享值分片G2的和，得到G1+ G2= C1*E+ D1+R1+ C2*H+ D2+R2= C1*E+ C1*H+ C2*E+ C2*H=（C1+C2）*（E+H）= enc(0)*（E+H），发起方、参与方配合使用秘密分享算法对enc(0)解密，得到的值为0。
通过本方案，参与方将与发起方交集的ID数据对应的特征数据的一部分分享给发起方，而整个过程中，参与方、发起方双方都无法知道具体哪些ID数据交中了，发起方也无法知道参与方的特征数据的明文值。当发起方需要计算交集的ID数据对应的特征数据的总和时，只需要与参与方配合将所有哈希桶对应的共享值分片G1、共享值分片G2都进行秘密分享算法的加法计算得到总和值，然后使用秘密分享算法对总和值进行解密就可以得到交集的ID数据对应的特征数据的总和的明文值，因为没有交集的哈希桶对应的共享值分片G1、共享值分片G2相加后的结果是0，有交集的哈希桶对应的共享值分片G1、共享值分片G2相加后的结果是1*交中ID数据对应的特征数据明文值，所以可以通过上述方法算出总和值，且不暴露双方的私有数据隐私。如果要算均值，就将所有哈希桶对应的比较结果C1、比较结果C2累加后解密得到交中的ID数据个数，结合上述算出的总和值得到均值。
例如：发起方委托参与方做广告投放业务，在结算阶段需要评估网站的广告投放业务的效果，需要知道参与方投放的效果，即发起方的用户中通过参与方投放广告产生的新用户在网站上点击该广告的总点击率、平均点击率。
由于没有交集的哈希桶对应的共享值分片G1、共享值分片G2相加后解密的结果是0，有交集的哈希桶对应的共享值分片G1、共享值分片G2相加后解密的结果是1*交中ID数据对应的特征数据明文值，所以双方采用本方案将各自的ID数据对应的特征数据分享给对方后就可以进行联合建模，而整个过程都不会泄漏交集的ID数据及ID数据对应的特征数据，保护了双方的私有数据隐私和安全。
步骤S2中，如果Xi=Xij，则Z(i)=F(Xi)⊕Pi(Xi)= F(Xij)⊕(F(Xij)⊕Ti)=Ti，即如果布谷鸟哈希的编号为i的哈希桶内存储的ID数据与简单哈希的编号为i的哈希桶内存储的d个ID数据中的一个相同，则Z(i)=Ti。比较算法能够实现无需将布谷鸟哈希的每个哈希桶内存储的ID数据与简单哈希的编号相同的哈希桶内存储的d个ID数据依次进行比较，大大提高了运算速度。如果Xi=Xij，则E(i)= F(Xi)⊕Qi(Xi)=F(Xij)⊕(F(Xij)⊕(Vij-Hi))=Vij-Hi，即如果布谷鸟哈希的编号为i的哈希桶内存储的ID数据与简单哈希的编号为i的哈希桶内存储的d个ID数据中的一个相同，则E(i)=Vij-Hi，E(i)+Hi=Vij，即得到了ID数据Xij对应的特征数据Vij。
布谷鸟哈希和简单哈希都使用相同的E个哈希函数。K=max(m,n)*f，其中，m为数据集A含有的数据个数，n为数据集B含有的数据个数，f为大于1的系数。布谷鸟哈希、简单哈希具有的哈希桶的数量一致，都为K个。取m、n中的最大值乘以f得到K的值，使得ID数据集A内的数据、ID数据集B内的数据都能分配到对应的哈希桶。
举例说明：如图2所示，发起方具有的ID数据集A包括2个ID数据，分别为1、3，参与方具有的ID数据集B包括4个ID数据，分别为1、3、10、19，a≠b≠1≠3≠10≠19，假设ID数据集B中的ID数据1对应的特征数据为20、ID数据3对应的特征数据为21、ID数据10对应的特征数据为22、ID数据19对应的特征数据为23。
布谷鸟哈希、简单哈希都有3个哈希桶。1、3经过布谷鸟哈希处理后，1被分配到布谷鸟哈希的编号为1的哈希桶中的存储位置存储，3被分配到布谷鸟哈希的编号为2的哈希桶中的存储位置存储，没有被分配到数据的存储位置存入随机数a；
1、3、10、19经过简单哈希处理后，简单哈希的编号为1的哈希桶中的编号为1存储位置存入19，简单哈希的编号为1的哈希桶中的编号为2存储位置、编号为2的哈希桶中的编号为1存储位置都存入3，简单哈希的编号为1的哈希桶中的编号为3存储位置存入1，简单哈希的编号为2的哈希桶中的编号为2存储位置存入10，没有被分配到数据的存储位置存入随机数b。
发起方客户端和参与方客户端配合对布谷鸟哈希的每个哈希桶内存储的ID数据与简单哈希的编号相同的哈希桶内存储的d个ID数据进行比较，发起方客户端得到的比较结果为C1(1)、C1(2)、C1(3)，参与方客户端得到的比较结果为C2(1)、C2(2)、C2(3)，由于布谷鸟哈希的编号为1的哈希桶内存储的1与简单哈希的编号为1的哈希桶内存储的1相同，所以C1(1)+C2(1)=enc(1)，同理C1(2)+C2(2)=enc(1)，由于布谷鸟哈希的编号为3的哈希桶内存储的随机数a与简单哈希的编号为3的哈希桶内存储的随机数b不相同，所以C1(3)+ C2(3)= enc(0)。
最终，发起方客户端得到共享值分片G1(1)、G1(2)、G1(3)，参与方客户端得到共享值分片G2(1)、G2(2)、G2(3)。
G1(1)=C1(1)*E(1)+ D1(1)+R1(1)；
G1(2)=C1(2)*E(2)+ D1(2)+R1(2)；
G1(3)=C1(3)*E(3)+ D1(3)+R1(3)；
G2(1) =C2(1)* H1 + D2(1)+R2(1)；
G2(2) =C2(2)* H2 + D2(2)+R2(2)；
G2(3) =C2(3)* H3+ D2(3)+R2(3)；
当发起方需要计算交集的ID数据对应的特征数据的总和g时，
g=G1(1)+G1(2)+G1(3)+G2(1)+G2(2)+G2(3)
=enc(1)*(E(1)+H1)+enc(1)*(E(2)+H2)+enc(0)*(E(3)+H3)
=enc(1)*20+enc(1)*21+enc(0)*(E(3)+H3)，解密后的明文值为20+21+0=42，ID数据集A与ID数据集B的交集的ID数据为1、3，ID数据1、3对应的特征数据之和也是42，与上述计算出的总和g一致。

Claims (9)

1.一种私有数据隐匿共享方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：发起方客户端读取发起方数据库内待求交集的ID数据集A，发起方客户端采用布谷鸟哈希算法将ID数据集A内的每个ID数据分配到布谷鸟哈希的相应哈希桶中的存储位置存储，布谷鸟哈希有K个哈希桶，每个哈希桶只有1个存储位置，将没有被分配到ID数据的存储位置存入随机数a；
参与方客户端读取参与方数据库内待求交集的ID数据集B，参与方客户端采用简单哈希算法将ID数据集B内的每个ID数据分配到简单哈希的相应哈希桶中的相应存储位置存储，简单哈希有K个哈希桶，每个哈希桶有d个存储位置，将没有被分配到ID数据的存储位置存入随机数b；
S2：发起方客户端和参与方客户端配合使用秘密分享算法的比较协议对布谷鸟哈希的每个哈希桶内存储的ID数据与简单哈希的编号相同的哈希桶内存储的d个ID数据进行比较，发起方客户端得到与布谷鸟哈希的每个哈希桶对应的比较结果C1，参与方客户端得到与简单哈希的每个哈希桶对应的比较结果C2；
如果布谷鸟哈希的某个编号的哈希桶内存储的ID数据与简单哈希的编号相同的哈希桶内存储的d个ID数据中的一个相同，则该编号的哈希桶对应的比较结果C1+ C2= enc(1)，
如果布谷鸟哈希的某个编号的哈希桶内存储的ID数据与简单哈希的编号相同的哈希桶内存储的d个ID数据都不相同，则该编号的哈希桶对应的比较结果C1+C2= enc(0)，
其中，enc(1)表示采用秘密分享算法加密数值1得到的加密值，enc(0)表示采用秘密分享算法加密数值0得到的加密值；
S3：参与方客户端根据简单哈希的每个哈希桶内的ID数据、每个ID数据对应的特征数据以及每个哈希桶对应的随机数H构造出与每个哈希桶对应的曲线函数Q，并将其发送给发起方客户端；
S4：发起方客户端根据接收到的每个哈希桶对应的曲线函数Q以及布谷鸟哈希的每个哈希桶内的ID数据计算出每个哈希桶对应的参数值E；
S5：发起方客户端与参与方客户端配合使用秘密分享算法的乘法协议对每个哈希桶对应的比较结果C1与该哈希桶对应的随机数H相乘，发起方客户端得到与每个哈希桶对应的乘积分片D1，参与方客户端得到与每个哈希桶对应的乘积分片D2，D1+D2= C1*H；
发起方客户端与参与方客户端配合使用秘密分享算法的乘法协议对每个哈希桶对应的比较结果C2与该哈希桶对应的参数值E相乘，发起方客户端得到与每个哈希桶对应的乘积分片R1，参与方客户端得到与每个哈希桶对应的乘积分片R2，R1+R2= C2*E；
S6：发起方客户端根据每个哈希桶对应的比较结果C1、参数值E、乘积分片D1、乘积分片R1计算出每个哈希桶对应的共享值分片G1，G1= C1*E+ D1+R1；
参与方客户端根据每个哈希桶对应的比较结果C2、随机数H、乘积分片D2、乘积分片R2计算出每个哈希桶对应的共享值分片G2，G2= C2*H+ D2+R2。
2.根据权利要求1所述的一种私有数据隐匿共享方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下步骤：
S21：参与方客户端根据简单哈希的每个哈希桶内的ID数据以及每个哈希桶对应的随机数T构造出与每个哈希桶对应的曲线函数P；
S22：参与方客户端将每个哈希桶对应的曲线函数P发送给发起方客户端；
S23：发起方客户端根据布谷鸟哈希的每个哈希桶内的ID数据以及每个哈希桶对应的曲线函数P计算出每个哈希桶对应的参数值Z；
S24：发起方客户端和参与方客户端配合使用秘密分享算法的比较协议对布谷鸟哈希的每个哈希桶对应的参数值Z与简单哈希的编号相同的哈希桶对应的随机数T进行比较，发起方客户端得到与布谷鸟哈希的每个哈希桶对应的比较结果C1，参与方客户端得到与简单哈希的每个哈希桶对应的比较结果C2；
如果布谷鸟哈希的某个编号的哈希桶对应的参数值Z与简单哈希的编号相同的哈希桶对应的随机数T相同，则该编号的哈希桶对应的比较结果C1+ C2= enc(1)，
如果布谷鸟哈希的某个编号的哈希桶对应的参数值Z与简单哈希的编号相同的哈希桶对应的随机数T不相同，则该编号的哈希桶对应的比较结果C1+C2= enc(0)，
其中，enc(1)表示采用秘密分享算法加密数值1得到的加密值，enc(0)表示采用秘密分享算法加密数值0得到的加密值。
3.根据权利要求2所述的一种私有数据隐匿共享方法，其特征在于，所述步骤S21中构造编号为i的哈希桶对应的曲线函数Pi的方法如下，1≤i≤K：
计算编号为i的哈希桶内每个数据对应的参数值Y，计算编号为i的哈希桶内编号为j的存储位置存储的数据Xij对应的参数值Yij的公式为：Yij=F(Xij)⊕Ti，其中，F(Xij)表示随机数生成函数F根据输入的数据Xij生成的输出值，Ti表示编号为i的哈希桶对应的随机数，⊕表示按位异或，1≤j≤d；
构造每个存储位置对应的数据点，编号为j的存储位置对应的数据点为(Xij, Yij)，根据构造的数据点利用拉格朗日插值法构造出编号为i的哈希桶对应的曲线函数Pi，Yij=Pi(Xij)。
4.根据权利要求3所述的一种私有数据隐匿共享方法，其特征在于，所述随机数Ti由可编程随机函数OPPRF生成。
5.根据权利要求3所述的一种私有数据隐匿共享方法，其特征在于，所述步骤S23中发起方客户端根据布谷鸟哈希的编号为i的哈希桶内的数据Xi以及编号为i的哈希桶对应的曲线函数Pi计算出编号为i的哈希桶对应的参数值Z(i)的公式如下：
Z(i)=F(Xi)⊕Pi(Xi)，其中，F(Xi) 表示随机数生成函数F根据输入的数据Xi生成的输出值，Pi(Xi)表示将数据Xi代入曲线函数Pi得到的结果。
6.根据权利要求1所述的一种私有数据隐匿共享方法，其特征在于，所述步骤S3中参与方客户端根据简单哈希的编号为i的哈希桶内的ID数据、每个ID数据对应的特征数据以及编号为i的哈希桶对应的随机数Hi构造出与编号为i的哈希桶对应的曲线函数Qi的方法如下，1≤i≤K：
计算简单哈希的编号为i的哈希桶内每个ID数据对应的参数值W，计算编号为i的哈希桶内编号为j的存储位置存储的ID数据Xij对应的参数值Wij的公式为：Wij=F(Xij)⊕(Vij-Hi)，其中，F(Xij)表示随机数生成函数F根据输入的ID数据Xij生成的输出值，Vij表示ID数据Xij对应的特征数据，Hi表示编号为i的哈希桶对应的随机数，⊕表示按位异或，1≤j≤d；
构造每个存储位置对应的数据点，编号为j的存储位置对应的数据点为(Xij, Wij)，根据构造的数据点利用拉格朗日插值法构造出编号为i的哈希桶对应的曲线函数Qi，Wij=Qi(Xij)。
7.根据权利要求6所述的一种私有数据隐匿共享方法，其特征在于，所述步骤S4中发起方客户端根据编号为i的哈希桶对应的曲线函数Qi以及布谷鸟哈希的编号为i的哈希桶内的ID数据Xi计算出编号为i的哈希桶内的ID数据对应的参数值E(i)的公式如下：
E(i)= F(Xi)⊕Qi(Xi)，其中，F(Xi)表示随机数生成函数F根据输入的ID数据Xi生成的输出值，Qi(Xi)表示将ID数据Xi代入曲线函数Qi得到的结果。
8.根据权利要求1所述的一种私有数据隐匿共享方法，其特征在于，所述K=max(m,n)*f，其中，m为数据集A含有的数据个数，n为数据集B含有的数据个数，f为大于1的系数。
9.根据权利要求1所述的一种私有数据隐匿共享方法，其特征在于，所述布谷鸟哈希和简单哈希都使用相同的E个哈希函数。
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