CN114721913B - 一种生成数据流图的方法、装置和用于生成数据流图的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种生成数据流图的方法、装置和用于生成数据流图的装置。其中的方法包括：获取计算任务中目标函数的运行日志，运行日志记录有目标函数的操作数据信息和目标函数的调用信息，操作数据信息包括操作数据的所有方属性；根据运行日志生成目标函数的数据流图，数据流图中包括数据节点和数据节点之间的有向边；数据节点表示目标函数中的操作数据，有向边表示目标函数中操作数据的转换方向；数据节点包括第一显示信息，用于显示数据节点对应的操作数据的所有方属性；有向边包括第二显示信息，用于显示目标函数的调用信息。本发明实施例可以直观的反映各目标函数的调用情况、数据的转换情况、以及数据的所有方属性的变化情况等。

Description

一种生成数据流图的方法、装置和用于生成数据流图的装置
技术领域
本发明涉及多方安全计算领域，尤其涉及一种生成数据流图的方法、装置和用于生成数据流图的装置。
背景技术
明密文混合计算系统是一种既可以进行明文计算，又可以进行密文计算的系统。
基于明密文混合计算系统，可以进行多方安全计算，将来自不同数据所有方的数据在数据所有方的本地进行明文计算，而在进行数据交换时将数据在密文计算引擎进行密文计算，可以在保持数据不泄露的同时减小计算开销。
在用户需要了解明密文混合计算的执行情况时，需要查看明密文混合计算系统的运行日志。然而，明密文混合计算系统的运行日志通常较为繁杂，不容易解读。
发明内容
本发明实施例提供一种生成数据流图的方法、装置和用于生成数据流图的装置，可以直观的反映明密文混合计算系统执行计算任务过程中各目标函数的调用情况、数据的转换情况、以及数据的所有方属性的变化情况等。
为了解决上述问题，本发明实施例公开了一种生成数据流图的方法，所述方法应用于明密文混合计算系统，所述方法包括：
获取计算任务中目标函数的运行日志，所述运行日志记录有所述目标函数的操作数据信息和所述目标函数的调用信息，所述操作数据信息包括操作数据的所有方属性；
根据所述运行日志生成所述目标函数的数据流图，所述数据流图中包括数据节点和数据节点之间的有向边；其中，所述数据节点表示所述目标函数中的操作数据，所述有向边表示所述目标函数中操作数据的转换方向；所述数据节点包括第一显示信息，所述第一显示信息用于显示所述数据节点对应的操作数据的所有方属性；所述有向边包括第二显示信息，所述第二显示信息用于显示所述目标函数的调用信息。
另一方面，本发明实施例公开了一种生成数据流图的装置，所述装置应用于明密文混合计算系统，所述装置包括：
日志获取模块，用于获取计算任务中目标函数的运行日志，所述运行日志记录有所述目标函数的操作数据信息和所述目标函数的调用信息，所述操作数据信息包括操作数据的所有方属性；
流图生成模块，用于根据所述运行日志生成所述目标函数的数据流图，所述数据流图中包括数据节点和数据节点之间的有向边；其中，所述数据节点表示所述目标函数中的操作数据，所述有向边表示所述目标函数中操作数据的转换方向；所述数据节点包括第一显示信息，所述第一显示信息用于显示所述数据节点对应的操作数据的所有方属性；所述有向边包括第二显示信息，所述第二显示信息用于显示所述目标函数的调用信息。
再一方面，本发明实施例公开了一种用于生成数据流图的装置，包括有存储器，以及一个以上程序，其中一个以上程序存储于存储器中，且经配置以由一个以上处理器执行所述一个以上程序，所述一个以上程序包含用于进行如前述一个或多个所述的生成数据流图的方法的指令。
又一方面，本发明实施例公开了一种机器可读存储介质，其上存储有指令，当所述指令由装置的一个或多个处理器执行时，使得装置执行如前述一个或多个所述的生成数据流图的方法。
本发明实施例包括以下优点：
本发明实施例提出了一种生成数据流图的方法，在明密文混合计算系统执行计算任务之后，可以根据计算任务中目标函数的运行日志生成目标函数的数据流图。该数据流图中包括数据节点和数据节点之间的有向边；其中，所述数据节点表示所述目标函数中的操作数据，所述有向边表示所述目标函数中操作数据的转换方向；所述数据节点包括第一显示信息，所述第一显示信息用于显示所述数据节点对应的操作数据的所有方属性；所述有向边包括第二显示信息，所述第二显示信息用于显示所述目标函数的调用信息。该数据流图可以直观的反映计算任务执行过程中各目标函数的调用情况、数据的转换情况、以及数据的所有方属性的变化情况等，无需用户查看明密文混合计算系统的运行日志。通过本发明实施例的数据流图，用户可以直观的监控影响计算任务的执行效率的因素，进而可以对计算任务进行优化，提高计算任务的执行效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的一种生成数据流图的方法实施例的步骤流程图；
图2是根据示例一所示的计算任务生成的数据流图示意图；
图3是根据示例二所示的计算任务生成的数据流图示意图；
图4是本发明的一种生成数据流图的装置实施例的结构框图；
图5是本发明的一种用于生成数据流图的装置800的框图；
图6是本发明的一些实施例中服务器的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中的术语“和/或”用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本发明实施例中术语“多个”是指两个或两个以上，其它量词与之类似。
参照图1，示出了本发明的一种生成数据流图的方法实施例的步骤流程图，所述方法可应用于明密文混合计算系统，所述方法可以包括如下步骤：
步骤101、获取计算任务中目标函数的运行日志，所述运行日志记录有所述目标函数的操作数据信息和所述目标函数的调用信息，所述操作数据信息包括操作数据的所有方属性；
步骤102、根据所述运行日志生成所述目标函数的数据流图，所述数据流图中包括数据节点和数据节点之间的有向边；其中，所述数据节点表示所述目标函数中的操作数据，所述有向边表示所述目标函数中操作数据的转换方向；所述数据节点包括第一显示信息，所述第一显示信息用于显示所述数据节点对应的操作数据的所有方属性；所述有向边包括第二显示信息，所述第二显示信息用于显示所述目标函数的调用信息。
本发明提供的生成数据流图的方法可应用于明密文混合计算系统，所述明密文混合计算系统可以包括明文计算端（简称明文端）和密文计算端（简称密文端）。可选地，所述明密文混合计算系统可以包括至少一个密文端和至少一个参与方的明文端。
所述明文端和/或密文端可以是独立的物理服务器，也可以是多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式系统，还可以是提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务、CDN（Content Delivery Network，内容分发网络）、以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器。本发明实施例对所述明文端和密文端的具体类型不做限制。
进一步地，所述明密文混合计算系统可以是一种多方安全计算系统，本发明实施例对所述多方安全计算系统采用的安全计算协议不做限制。例如，所述多方安全计算系统可以基于MPC（Secure Multi-party Computation，多方安全计算）协议，在基于MPC协议的多方安全计算系统中，多个计算参与方可以在不泄漏自身数据的前提下，使用多方安全计算技术进行协同计算得到计算结果，参与计算的数据、中间结果、以及最终结果可以为密文。当然，所述多方安全计算系统还可以基于秘密分享、半同态、不经意传输等技术实现的多方安全计算协议。
所述明密文混合计算系统可以执行计算任务，所述计算任务可以为包含明文计算和明文计算的多方安全计算任务。所述计算任务可以包括任意类型的计算，如包括但不限于数据清洗、计算、分析、模型训练、存储、数据库查询、联邦学习、逻辑回归、Xgboost、联合统计、隐匿查询、隐私求交等中的一种或多种。
在实际的应用场景中，参与多方安全计算的数据可以来自于多个（至少两个）参与方，需要基于这些数据进行计算。一个示例中，在联邦学习的场景中，参与联邦学习的数据可以来自于多个参与方，需要基于这些数据使用机器学习算法进行模型训练。另一个示例中，在排序计算的场景中，参与排序计算的数据可以来自于多个参与方，需要基于这些数据进行排序计算。
由于明文端的计算效率相较于密文端高得多，因此，明密文混合计算系统可以根据参与计算的各数据的所有方属性，确定计算的执行端。在保证数据的隐私安全的前提下，将计算尽可能放在明文端执行，以提高整个系统的计算效率。
例如，在计算过程中，有些计算只涉及到单个参与方的数据，则可以在该参与方的明文端执行该计算。又如，有些计算涉及到多个参与方的数据，为了保护数据的隐私安全，可以借助多方安全计算技术在密文端执行该计算。再如，有些计算虽然涉及到多个参与方的数据，但是如果该计算可以拆分成针对各个参与方自身数据的子计算，则可以在多个参与方的明文端同时执行相应子计算，即可在各参与方不泄露各自数据的情况下得到最终的计算结果。
数据的所有方属性，可以决定该数据存放在哪一端。明密文混合计算系统根据参与计算的各数据的所有方属性，可以确定计算的执行端，将该计算分配至既能保证数据隐私安全，又能最大程度提高计算效率的执行端。
在本发明实施例中，所述所有方属性可以包括但不限于：所有方可见、单方可见、多方可见、以及密文不可见中的任意一种。
所有方可见（NoneOwner, NO），指可以向所有参与方公开的数据，所有参与方均可见。所有方可见的数据为明文，存放在密文端。
单方可见（SingleOwner, SO），指参与方中某一方拥有的私有数据，仅该单个参与方可见，对于其他参与方均不可见。单方可见的数据为明文，存放在拥有该数据的参与方的明文端。
多方可见（MultipleOwner，MO），指由多个单方可见的数据组合而成的数据。多方可见的数据为明文，多方可见的数据的分片分别存放于多个参与方的明文端。
密文不可见（FusedOwner, FO），指由不同参与方的数据计算后得到的数据，该数据不属于任何参与方，所有参与方均不可见。密文不可见的数据为密文，存放在密文端。
明密文混合计算系统在执行计算任务的过程中，参与计算任务的各数据的所有方属性在计算过程中可能会出现变化，该变化是由明密文混合计算系统按照所有方属性的优先级自动分配的。所有方属性的优先级按照NO、SO、MO、FO的顺序由低到高递增。例如，NO的数据和SO的数据进行计算可以得到SO的数据；多个SO的数据拼接后可以得到MO的数据；多个SO的数据进行计算可以得到FO的数据，等等。
一个示例中，假设数据A1是参与方1的私有数据，也即，A1的所有方属性为SO，仅参与方1可见。假设数据B1是参与方2的私有数据，也即，B1的所有方属性为SO，仅参与方2可见。在计算得到C=A1+B1之后，数据C的所有方属性则为FO，数据C为密文，存放在密文端，参与方1和参与方2均不可见。由数据A1和B1拼接成的数据M=[A1,B1]的所有方属性是MO，数据M为明文，数据M的分片分别存放于参与方1和参与方2的明文端。
明密文混合计算系统在执行计算任务的过程中，会自动更新数据的所有方属性，但是同时，用户可能也希望了解计算任务执行过程中各函数的调用情况、数据的转换情况、以及数据的所有方属性的变化情况等，以便对计算任务进行优化。
通过本发明实施例，可以生成明密文混合计算系统执行计算任务的过程中调用目标函数的数据流图，该数据流图可以直观的反映该计算任务执行过程中各目标函数的调用情况、数据的转换情况、以及数据的所有方属性的变化情况等。
具体地，在明密文混合计算系统执行计算任务完成之后，可以获取计算任务中目标函数的运行日志，所述运行日志记录有所述目标函数的操作数据信息和所述目标函数的调用信息，所述操作数据信息包括操作数据的所有方属性。需要说明的是，所述目标函数可以是计算任务中的指定函数或者可以是计算任务中的所有函数。
本发明实施例通过系统记录的调用函数产生的运行日志来生成数据流图。所述运行日志记录有所述目标函数的操作数据信息和所述目标函数的调用信息。所述目标函数的操作数据信息，指所述目标函数的操作数据的信息，所述目标函数的操作数据包括所述目标函数的输入数据、输出数据、以及中间数据。所述目标函数的操作数据信息至少包括操作数据的所有方属性。
本发明实施例根据目标函数的运行日志生成目标函数的数据流图，所述数据流图中包括数据节点和数据节点之间的有向边。其中，所述数据节点可用于表示所述目标函数中的操作数据。例如，每一个操作数据可用一个数据节点表示。所述有向边可用于表示所述目标函数中操作数据的转换方向。例如，数据节点1和数据节点2之间存在由数据节点1指向数据节点2的有向边，则该有向边可以表示数据节点1对应的操作数据经过计算后转换为数据节点2对应的操作数据。
需要说明的是，本发明实施例对数据节点和有向边的展示形式不做限制。示例性地，可以使用椭圆形表示数据节点，使用带有单向箭头的线段表示有向边。
在具体实施中，所述目标函数中的操作数据可以包括目标函数中有命名的变量。此外，所述目标函数中的操作数据还可以包括目标函数计算过程中产生的中间数据，因此，所述数据流图中的数据节点并非和目标函数中的变量名一一对应。例如，当目标函数的某一行代码中包含多次计算操作时，可以生成所述多次计算操作中有命名的变量对应的数据节点以及生成所述多次计算中产生的中间数据对应的数据节点。
在本发明实施例中，所述数据节点可以包括第一显示信息，所述第一显示信息可用于显示所述数据节点对应的操作数据的所有方属性。需要说明的是，本发明实施例对所述第一显示信息的显示方式不做限制。所述第一显示信息可以包括但不限于文本、图形、图标、以及颜色等中的一种或多种的组合。
在本发明实施例中，所述有向边可以包括第二显示信息，所述第二显示信息可用于显示所述目标函数的调用信息。需要说明的是，本发明实施例对所述第二显示信息的显示方式不做限制。所述第二显示信息可以包括但不限于文本、图形、图标、以及颜色等中的一种或多种的组合。
在本发明的一种可选实施例中，所述目标函数的调用信息包括如下任意一项或多项：所述目标函数的名称、所述目标函数在所述计算任务的代码中的位置、所述目标函数的运行时间、参与所述目标函数的每个计算节点的计算时间、所述目标函数的数据传输次数和数据传输量。
在本发明实施例中，每个有向边可以表示一个目标函数对应的计算操作。每个有向边包括第二显示信息，用于显示目标函数的调用信息。所述目标函数的调用信息可以包括如下任意一项或多项：目标函数的名称、所述目标函数在所述计算任务的代码中的位置（如所述目标函数是在哪一行调用的）、所述目标函数的运行时间（所述运行时间可以包括数据传输时间和等待时间）、参与所述目标函数的每个计算节点的计算时间（所述计算节点包括密文端和明文端）、所述目标函数的数据传输次数和数据传输量等。
所述第二显示信息可以直观的反映目标函数的运行时间、每个计算节点的计算时间、数据传输次数和数据传输量等各项指标，通过这些指标，用户可以监控影响计算任务的执行效率的因素，进而可以对计算任务进行优化，提高计算任务的执行效率。
需要说明的是，本发明实施例对参与计算的操作数据的数据类型不做限制。例如所述数据类型可以是整数、浮点数、数组、集合、矩阵等中的任意一种。为便于描述，本发明实施例中均以数据类型为数组为例进行说明，其他数据类型的处理过程相类似，相互参照即可。
本发明实施例以数据类型为数组为例，本发明实施例将数组记为PArray。这种数组的数据可以为明文也可以为密文，且这种数组的数据包括所有方属性。在本发明实施例的数据流图中，每一个数据节点可以为一个PArray。系统的每一步计算操作都会创建一个新的PArray，每一个新的PArray在内存中有独有的变量位置，可用于将每一步新生成的PArray区分开。
明密文混合计算相比于单纯的明文计算或者密文计算，每个PArray都包括所有方属性。进一步地，在所述数据节点对应的操作数据的所有方属性为单方（SO）可见时，所述第一显示信息还用于区分不同的单个参与方。
示例性地，数据节点1对应的操作数据为参与方1的私有数据PArrayA，也即，PArrayA的所有方属性为SO；数据节点2对应的操作数据为参与方2的私有数据PArrayB，也即，PArrayB的所有方属性为SO。数据节点1的第一显示信息可以表示PArrayA的拥有方为参与方1，也即PArrayA仅参与方1可见。数据节点2的第一显示信息可以表示PArrayB的拥有方为参与方2，也即PArrayB仅参与方2可见。
在本发明的一种可选实施例中，所述第一显示信息可以包括数据所有方子图，具有不同所有方属性的数据节点可位于不同的数据所有方子图内。
在具体实施中，本发明实施例对所上述数据所有方子图的展示形式不做限制。示例性地，所述数据所有方子图可以为预设的形状，如矩形，每个矩形表示一个所有方属性，相同所有方属性的数据节点可位于同一个矩形内，不同所有方属性的数据节点可位于不同的矩形内。当然所述预设的形状还可以为圆形、椭圆形等等。进一步地，上述数据所有方子图的展示形式并不限于预设的形状，还可以为预设的图片、图标等。
示例性地，数据节点1对应的操作数据为参与方1的私有数据PArrayA，也即，PArrayA的所有方属性为SO；数据节点2对应的操作数据为参与方2的私有数据PArrayB，也即，PArrayB的所有方属性为SO。在本发明的数据流图中，PArrayA对应的数据节点1和PArrayB对应的数据节点2可以显示在不同的数据所有方子图内，如显示在不同的矩形内。例如，数据节点1显示在矩形1内，数据节点2显示在矩形2内。
进一步地，所述数据所有方子图内还可以显示有所有方的名称，用于表示该数据所有方子图内的数据节点对应的操作数据的所有方。
在本发明实施例中，数据所有方子图不仅可以用来表示数据的所有方，还可以用于表示数据的存储位置。例如，在上述示例中，数据节点1显示在矩形1内，可以表示数据节点1对应的数据PArrayA的所有方是参与方1，存储在参与方1的明文端。数据节点2显示在矩形2内，可以表示数据节点2对应的数据PArrayB的所有方是参与方2，存储在参与方2的明文端。
在本发明的一种可选实施例中，所述有向边还可以包括第三显示信息，所述第三显示信息可以包括加密标识或解密标识；所述加密标识用于表示所述有向边的根部所指示的操作数据经过先加密后传输的转换过程得到所述有向边的箭头所指示的操作数据；所述解密标识用于表示所述有向边的根部所指示的操作数据经过先解密后传输的转换过程得到所述有向边的箭头所指示的操作数据。
明密文混合计算系统在执行计算任务的过程中，可能存在对某个操作数据进行加密的过程，或者，可能存在对某个操作数据进行解密的过程。本发明实施例中的有向边还可以包括第三显示信息，所述第三显示信息包括加密标识或解密标识，所述第三显示信息可用于表示操作数据的加密过程或者解密过程。
数据加解密过程包含数据传输过程和加解密操作过程，明密文混合计算系统中的数据传输过程和加解密操作过程也是影响计算任务的运行速度的主要因素，本发明实施例通过有向边的第三显示信息，使得用户可以监控数据加解密过程消耗的计算时间，进而可以对计算任务中影响运行速度的数据加解密过程进行优化，以提高计算任务的执行效率。
在本发明的一种可选实施例中，所述加密标识可以包括将所述有向边的颜色设置为第一颜色，所述解密标识可以包括将所述有向边的颜色设置为第二颜色。
需要说明的是，本发明实施例对所述第一颜色和所述第二颜色的具体颜色值不做限制。示例性地，第一颜色可以为绿色，表示操作数据经过了加密过程；第二颜色可以为红色，表示操作数据经过了解密过程。
示例一
示例一的计算任务的代码如下所示：
importfnumpy as pnp
A=pnp.array([[1,2],[3,4]],owner_id='fs01')
B=pnp.array([[5,6],[7,8]],owner_id='fs02')-A
示例一所示的计算任务的代码中，第一行代码表示导入fnumpy包，fnumpy包用于在PArray之间进行各种矩阵运算。第二行代码表示创建数组A，如记为PArray A，PArray A的所有方属性为SO，PArray A的所有方为参与方fs01。第三行代码表示创建数组B，并执行B-A的运算。数组B如记为PArrayB，PArrayB的所有方属性为SO，PArrayB的所有方为参与方fs02。
示例一所示的计算任务的代码中，定义了属于参与方fs01的私有数组PArray A和属于参与方fs02的私有数组PArray B。PArray A作为明文数据可以存储于参与方fs01的明文端，PArray B作为明文数据可以存储于参与方fs02的明文端。明密文混合计算系统在执行B-A的减法运算时，判断来自不同所有方的PArray A和PArray B需发生数据交换，因此，需要将PArray A和PArray B分别转换为密文在密文端执行该减法运算。
参照图2，示出了根据示例一所示的计算任务生成的数据流图示意图。如图2所示的数据流图中包括数据节点2011、数据节点2012、以及数据节点2013，还包括有向边2021和有向边2022。数据节点2011对应的操作数据为PArrayA，数据节点2012对应的操作数据为PArrayB，数据节点2013对应的操作数据为B-A的结果。数据节点2011和数据节点2012分别显示在不同的数据所有方子图内，如数据节点2011显示在所有方为参与方fs01的数据所有方子图内，数据节点2012显示在所有方为参与方fs02的数据所有方子图内。数据节点2013显示在所有方为ES的数据所有方子图内。在本发明实施例中，用ES表示明密文混合计算系统中的密文端。
示例一所示的计算任务包含的目标函数为减法运算函数。明密文混合计算系统在执行B-A的减法运算是调用该减法运算函数，假设该减法运算函数的名称为__sub__。该减法运算函数的输入数据包括PArrayA和PArrayB，输出数据为B-A的结果。
如图2所示，数据节点2011和数据节点2012对应的操作数据共同参与该减法运算函数，得到数据节点2013对应的操作数据，因此，图2所示的数据流图中，从数据节点2011到数据节点2013存在有向边2021，以及从数据节点2012到数据节点2013存在有向边2022，这两条有向边对应同一个目标函数。有向边2021表示数据节点2011对应的操作数据到数据节点2013对应的操作数据的转换方向。有向边2022表示数据节点2012对应的操作数据到数据节点2013对应的操作数据的转换方向。
在执行B-A的减法运算之前，发生了从参与方的明文端到密文端的数据传输过程，因此这一步函数调用对应的有向边可以显示为绿色，表示该次函数调用包括了数据加密过程。如图2中的有向边2021和有向边2022可以显示为绿色。
由于有向边2021和有向边2022对应同一个目标函数，因此，有向边2021和有向边2022包含相同的第二显示信息。如图2所示，有向边2021和有向边2022的第二显示信息包括如下内容：5:__sub__，表示目标函数的名称为__sub__，目标函数在所述计算任务的代码中的位置为第5行，目标函数的运行时间（Time:0.001538s），密文端的计算时间（ES:1.669e-05s），fs01明文端的计算时间（fs01:0s），fs02明文端的计算时间（fs02:0s），fs03明文端的计算时间（fs03:0s），以及目标函数的数据传输次数和数据传输量（2Times:8）。其中，Time表示调用目标函数的过程中包含了数据传输、等待、计算的总运行时间，因此总运行时间Time大于密文端的计算时间。因为__sub__运算是在密文端执行的，所以只有密文端（ES）有计算时间，参与方的明文端的计算时间均为0。2Times:8表示目标函数__sub__的数据传输次数为2次，目标函数__sub__数据传输量为4。在本发明实施例中，数据传输量为8表示8个元素，本发明实施例以元素为单位统计数据传输量。目标函数__sub__的执行过程中共进行了ParrayA和ParrayB两个数组的两次数据传输，每个数组的规模均为4个元素，因此目标函数__sub__的数据传输量为8个元素。
在该示例中，参与方fs03并未参与计算，而是用于记录目标函数的运行时间，因此，参与方fs03的计算时间为0。
示例二
示例二的计算任务的代码如下所示：
importfnumpy as pnp
A=pnp.array([[1,2],[3,4]],is_fused=True)
B=pnp.array([[1,2],[3,4]],owner_id='fs03')
C=A.reveal('ALL')*B
示例二所示的计算任务的代码中，第一行代码表示导入fnumpy包。第二行代码表示创建密文数组A，如记为PArrayA，is_fused=True表示密文PArrayA的所有方属性为FO，PArrayA为密文，所有参与方均不可见。第三行代码表示创建数组B，如记为PArrayB，PArrayB的所有方属性为SO，PArrayA的所有方为参与方fs03。第四行代码表示调用解密函数reveal将PArrayA解密后得到明文PArrayA，再乘以PArrayB，明文PArrayA的所有方属性为NO，所有参与方均可见。
示例二所示的计算任务的代码中，创建了一个所有参与方均不可见的密文PArrayA，密文PArray A存储于密文端；还创建了一个属于参与方fs03的私有数组PArray B。PArray B作为明文数据存储于参与方fs03的明文端。
参照图3，示出了根据示例二所示的计算任务生成的数据流图示意图。如图3所示的数据流图中包括数据节点3011、数据节点3012、数据节点3013、以及数据节点3014，还包括有向边3021、有向边3022、以及有向边3023。数据节点3011对应的操作数据为密文PArrayA，数据节点3012对应的操作数据为明文PArrayA，数据节点3013对应的操作数据为PArrayB，数据节点3014对应的操作数据为A*B的结果。数据节点3011显示在所有方为ES的数据所有方子图内，表示数据节点3011对应的操作数据PArrayA为密文，所有方为密文端，所有参与方均不可见。数据节点3012显示在所有方为PUBLIC的数据所有方子图内，表示数据节点3012对应的操作数据PArrayA为明文，所有方为PUBLIC，所有参与方均可见。数据节点3013和数据节点3014显示在所有方为参与方fs03的数据所有方子图内，表示数据节点3013和数据节点3014对应的操作数为明文，所有方为参与方fs03，仅参与方fs03可见。
在示例二中，目标函数reveal用于对密文PArray A进行解密，因此目标函数reveal对应的有向边可以显示为红色。如图3中的有向边3021对应目标函数reveal，因此有向边3021可以显示为红色，表示将密文PArray A进行解密得到明文PArray A的过程。解密后得到的明文PArrayA显示在名称为PUBLIC的数据所有方子图内，表示该操作数据（明文PArrayA）的所有方为PUBLIC，也即，该操作数据为所有参与方可见。
接下来，明文PArrayA与单方可见（参与方fs03可见）的PArrayB进行乘法运算，得到的结果的所有方属性仍为SO，所有方仍为参与方fs03。因此，明文PArrayA与单方可见的PArrayB的乘法运算的过程是先将明文PArrayA传输至参与方fs03的明文端，再在参与方fs03的明文端执行乘法运算。
示例二所示的计算任务包含目标函数reveal和__mul__。__mul__为乘法运算函数。明密文混合计算系统在执行A.reveal('ALL')*B的运算时，先调用reveal将密文PArrayA解密得到明文PArrayA，再调用__mul__执行乘法运算。
图3所示的数据流图中，从数据节点3011到数据节点3012存在有向边3021，有向边3021对应目标函数reveal，表示数据节点3011对应的操作数据到数据节点3012对应的操作数据的转换方向。进一步地，有向边3021可以显示为红色，以表示数据节点3011对应的操作数据到数据节点3012对应的操作数据经历了数据解密过程。
如图3所示，数据节点3012和数据节点3013对应的操作数据共同参与该乘法运算函数__mul__，得到数据节点3014对应的操作数据，因此，图3所示的数据流图中，从数据节点3012到数据节点3014存在有向边3022，以及从数据节点3013到数据节点3014存在有向边3023，这两条有向边对应同一个目标函数__mul__。有向边3022表示数据节点3012对应的操作数据到数据节点3014对应的操作数据的转换方向。有向边3023表示数据节点3013对应的操作数据到数据节点3014对应的操作数据的转换方向。
由于有向边3022和有向边3023对应同一个目标函数，因此，有向边3022和有向边3023包含相同的第二显示信息。如图3所示，有向边3022和有向边3023的第二显示信息包括如下内容：目标函数的名称（__mul__），目标函数在所述计算任务的代码中的位置（第6行），目标函数的运行时间（Time:0.007944s），密文端的计算时间（ES:0s），fs01明文端的计算时间（fs01:0s），fs02明文端的计算时间（fs02:0s），fs03明文端的计算时间（fs03:0.0001774s），以及目标函数的数据传输次数和数据传输量（1Times:4）。
在本发明的一种可选实施例中，所述计算任务中的目标函数的个数可以大于1，所述根据所述运行日志生成所述目标函数的数据流图，可以包括：根据所述运行日志确定所述计算任务中各目标函数的执行顺序，并按照所述执行顺序依次生成各目标函数的数据流图。
在明密文混合计算系统执行计算任务的过程中，每一次函数调用都会打印函数的运行日志，并且函数的运行日志是随着函数依顺序调用动态生成的。因此，根据各函数的运行日志的顺序，可以确定所述计算任务中各目标函数的执行顺序，进而可以按照所述执行顺序依次生成各目标函数的数据流图，该数据流图可以直观的反映该计算任务执行过程中各目标函数的调用情况、数据的转换情况、以及数据的所有方属性的变化情况等，还可以直观的反映各目标函数的调用顺序。
综上，本发明实施例提出了一种生成数据流图的方法，在明密文混合计算系统执行计算任务之后，可以根据计算任务中目标函数的运行日志生成目标函数的数据流图。数据流图中包括数据节点和数据节点之间的有向边；其中，所述数据节点表示所述目标函数中的操作数据，所述有向边表示所述目标函数中操作数据的转换方向；所述数据节点包括第一显示信息，所述第一显示信息用于显示所述数据节点对应的操作数据的所有方属性；所述有向边包括第二显示信息，所述第二显示信息用于显示所述目标函数的调用信息。该数据流图可以直观的反映该计算任务执行过程中各目标函数的调用情况、数据的转换情况、以及数据的所有方属性的变化情况等，无需用户查看明密文混合计算系统的运行日志。通过本发明实施例的数据流图，用户可以直观的监控影响计算任务的执行效率的因素，进而可以对计算任务进行优化，提高计算任务的执行效率。
需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。
参照图4，示出了本发明的一种生成数据流图的装置实施例的结构框图，所述装置可应用于明密文混合计算系统，所述装置可以包括：
日志获取模块401，用于获取计算任务中目标函数的运行日志，所述运行日志记录有所述目标函数的操作数据信息和所述目标函数的调用信息，所述操作数据信息包括操作数据的所有方属性；
流图生成模块402，用于根据所述运行日志生成所述目标函数的数据流图，所述数据流图中包括数据节点和数据节点之间的有向边；其中，所述数据节点表示所述目标函数中的操作数据，所述有向边表示所述目标函数中操作数据的转换方向；所述数据节点包括第一显示信息，所述第一显示信息用于显示所述数据节点对应的操作数据的所有方属性；所述有向边包括第二显示信息，所述第二显示信息用于显示所述目标函数的调用信息。
可选地，所述第一显示信息包括数据所有方子图，具有不同所有方属性的数据节点位于不同的数据所有方子图内。
可选地，所述目标函数的调用信息包括如下任意一项或多项：所述目标函数的名称、所述目标函数在所述计算任务的代码中的位置、所述目标函数的运行时间、参与所述目标函数的每个计算节点的计算时间、所述目标函数的数据传输次数和数据传输量。
可选地，所述有向边还包括第三显示信息，所述第三显示信息包括加密标识或解密标识；所述加密标识用于表示所述有向边的根部所指示的操作数据经过先加密后传输的转换过程得到所述有向边的箭头所指示的操作数据；所述解密标识用于表示所述有向边的根部所指示的操作数据经过先解密后传输的转换过程得到所述有向边的箭头所指示的操作数据。
可选地，所述加密标识包括将所述有向边的颜色设置为第一颜色，所述解密标识包括将所述有向边的颜色设置为第二颜色。
可选地，所述计算任务中的目标函数的个数大于1，所述流图生成模块，具体用于根据所述运行日志确定所述计算任务中各目标函数的执行顺序，并按照所述执行顺序依次生成各目标函数的数据流图。
可选地，所述所有方属性包括所有方可见、单方可见、多方可见、以及密文不可见中的任意一种。
可选地，在所述数据节点对应的操作数据的所有方属性为单方可见时，所述第一显示信息还用于区分不同的单个参与方。
本发明实施例提出了一种生成数据流图的装置，在明密文混合计算系统执行计算任务之后，可以根据计算任务中目标函数的运行日志生成目标函数的数据流图。数据流图中包括数据节点和数据节点之间的有向边；其中，所述数据节点表示所述目标函数中的操作数据，所述有向边表示所述目标函数中操作数据的转换方向；所述数据节点包括第一显示信息，所述第一显示信息用于显示所述数据节点对应的操作数据的所有方属性；所述有向边包括第二显示信息，所述第二显示信息用于显示所述目标函数的调用信息。该数据流图可以直观的反映该计算任务执行过程中各目标函数的调用情况、数据的转换情况、以及数据的所有方属性的变化情况等，无需用户查看明密文混合计算系统的运行日志。通过本发明实施例的数据流图，用户可以直观的监控影响计算任务的执行效率的因素，进而可以对计算任务进行优化，提高计算任务的执行效率。
对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
本发明实施例提供了一种用于生成数据流图的装置，包括有存储器，以及一个以上的程序，其中一个以上程序存储于存储器中，且经配置以由一个以上处理器执行所述一个以上程序包含用于进行前述实施例所述的生成数据流图的方法的指令。
图5是根据一示例性实施例示出的一种用于生成数据流图的装置800的框图。例如，装置800可以是移动电话，计算机，数字广播终端，消息收发设备，游戏控制台，平板设备，医疗设备，健身设备，个人数字助理等。
参照图5，装置800可以包括以下一个或多个组件：处理组件802，存储器804，电源组件806，多媒体组件808，音频组件810，输入/输出（I/ O）的接口812，传感器组件814，以及通信组件816。
处理组件802通常控制装置800的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理元件802可以包括一个或多个处理器820来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件802可以包括一个或多个模块，便于处理组件802和其他组件之间的交互。例如，处理组件802可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件808和处理组件802之间的交互。
存储器804被配置为存储各种类型的数据以支持在设备800的操作。这些数据的示例包括用于在装置800上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器804可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器（SRAM），电可擦除可编程只读存储器（EEPROM），可擦除可编程只读存储器（EPROM），可编程只读存储器（PROM），只读存储器（ROM），磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
电源组件806为装置800的各种组件提供电力。电源组件806可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为装置800生成、管理和分配电力相关联的组件。
多媒体组件808包括在所述装置800和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器（LCD）和触摸面板（TP）。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件808包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当设备800处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。
音频组件810被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件810包括一个麦克风（MIC），当装置800处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音信息处理模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器804或经由通信组件816发送。在一些实施例中，音频组件810还包括一个扬声器，用于输出音频信号。
I/ O接口812为处理组件802和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。
传感器组件814包括一个或多个传感器，用于为装置800提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件814可以检测到设备800的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为装置800的显示器和小键盘，传感器组件814还可以搜索装置800或装置800一个组件的位置改变，用户与装置800接触的存在或不存在，装置800方位或加速/减速和装置800的温度变化。传感器组件814可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件814还可以包括光传感器，如CMOS或CCD图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件814还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。
通信组件816被配置为便于装置800和其他设备之间有线或无线方式的通信。装置800可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G或3G，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件816经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信组件816还包括近场通信（NFC）模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频信息处理（RFID）技术，红外数据协会（IrDA）技术，超宽带（UWB）技术，蓝牙（BT）技术和其他技术来实现。
在示例性实施例中，装置800可以被一个或多个应用专用集成电路（ASIC）、数字信号处理器（DSP）、数字信号处理设备（DSPD）、可编程逻辑器件（PLD）、现场可编程门阵列（FPGA）、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述方法。
在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器804，上述指令可由装置800的处理器820执行以完成上述方法。例如，所述非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器（RAM）、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。
图6是本发明的一些实施例中服务器的结构示意图。该服务器1900可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上中央处理器（central processingunits，CPU）1922（例如，一个或一个以上处理器）和存储器1932，一个或一个以上存储应用程序1942或数据1944的存储介质1930（例如一个或一个以上海量存储设备）。其中，存储器1932和存储介质1930可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质1930的程序可以包括一个或一个以上模块（图示没标出），每个模块可以包括对服务器中的一系列指令操作。更进一步地，中央处理器1922可以设置为与存储介质1930通信，在服务器1900上执行存储介质1930中的一系列指令操作。
服务器1900还可以包括一个或一个以上电源1926，一个或一个以上有线或无线网络接口1950，一个或一个以上输入输出接口1958，一个或一个以上键盘1956，和/或，一个或一个以上操作系统1941，例如Windows ServerTM，Mac OS XTM，UnixTM, LinuxTM，FreeBSDTM等等。
一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由装置（服务器或者终端）的处理器执行时，使得装置能够执行图1所示的生成数据流图的方法。
一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由装置（服务器或者终端）的处理器执行时，使得装置能够执行前文图1所对应实施例中生成数据流图的方法的描述，因此，这里将不再进行赘述。另外，对采用相同方法的有益效果描述，也不再进行赘述。对于本申请所涉及的计算机程序产品或者计算机程序实施例中未披露的技术细节，请参照本申请方法实施例的描述。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
以上对本发明所提供的一种生成数据流图的方法、一种生成数据流图的装置和一种用于生成数据流图的装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (16)

1.一种生成数据流图的方法，其特征在于，所述方法应用于明密文混合计算系统，所述方法包括：
获取计算任务中目标函数的运行日志，所述运行日志记录有所述目标函数的操作数据信息和所述目标函数的调用信息，所述操作数据信息包括操作数据的所有方属性；所述所有方属性包括所有方可见、单方可见、多方可见、以及密文不可见中的任意一种；
根据所述运行日志生成所述目标函数的数据流图，所述数据流图中包括数据节点和数据节点之间的有向边；其中，所述数据节点表示所述目标函数中的操作数据，所述有向边表示所述目标函数中操作数据的转换方向；所述数据节点包括第一显示信息，所述第一显示信息用于显示所述数据节点对应的操作数据的所有方属性；所述有向边包括第二显示信息，所述第二显示信息用于显示所述目标函数的调用信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一显示信息包括数据所有方子图，具有不同所有方属性的数据节点位于不同的数据所有方子图内。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标函数的调用信息包括如下任意一项或多项：所述目标函数的名称、所述目标函数在所述计算任务的代码中的位置、所述目标函数的运行时间、参与所述目标函数的每个计算节点的计算时间、所述目标函数的数据传输次数和数据传输量。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有向边还包括第三显示信息，所述第三显示信息包括加密标识或解密标识；所述加密标识用于表示所述有向边的根部所指示的操作数据经过先加密后传输的转换过程得到所述有向边的箭头所指示的操作数据；所述解密标识用于表示所述有向边的根部所指示的操作数据经过先解密后传输的转换过程得到所述有向边的箭头所指示的操作数据。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述加密标识包括将所述有向边的颜色设置为第一颜色，所述解密标识包括将所述有向边的颜色设置为第二颜色。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算任务中的目标函数的个数大于1，所述根据所述运行日志生成所述目标函数的数据流图，包括：
根据所述运行日志确定所述计算任务中各目标函数的执行顺序，并按照所述执行顺序依次生成各目标函数的数据流图。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述数据节点对应的操作数据的所有方属性为单方可见时，所述第一显示信息还用于区分不同的单个参与方。
8.一种生成数据流图的装置，其特征在于，所述装置应用于明密文混合计算系统，所述装置包括：
日志获取模块，用于获取计算任务中目标函数的运行日志，所述运行日志记录有所述目标函数的操作数据信息和所述目标函数的调用信息，所述操作数据信息包括操作数据的所有方属性；所述所有方属性包括所有方可见、单方可见、多方可见、以及密文不可见中的任意一种；
流图生成模块，用于根据所述运行日志生成所述目标函数的数据流图，所述数据流图中包括数据节点和数据节点之间的有向边；其中，所述数据节点表示所述目标函数中的操作数据，所述有向边表示所述目标函数中操作数据的转换方向；所述数据节点包括第一显示信息，所述第一显示信息用于显示所述数据节点对应的操作数据的所有方属性；所述有向边包括第二显示信息，所述第二显示信息用于显示所述目标函数的调用信息。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一显示信息包括数据所有方子图，具有不同所有方属性的数据节点位于不同的数据所有方子图内。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述目标函数的调用信息包括如下任意一项或多项：所述目标函数的名称、所述目标函数在所述计算任务的代码中的位置、所述目标函数的运行时间、参与所述目标函数的每个计算节点的计算时间、所述目标函数的数据传输次数和数据传输量。
11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述有向边还包括第三显示信息，所述第三显示信息包括加密标识或解密标识；所述加密标识用于表示所述有向边的根部所指示的操作数据经过先加密后传输的转换过程得到所述有向边的箭头所指示的操作数据；所述解密标识用于表示所述有向边的根部所指示的操作数据经过先解密后传输的转换过程得到所述有向边的箭头所指示的操作数据。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述加密标识包括将所述有向边的颜色设置为第一颜色，所述解密标识包括将所述有向边的颜色设置为第二颜色。
13.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述计算任务中的目标函数的个数大于1，所述流图生成模块，具体用于根据所述运行日志确定所述计算任务中各目标函数的执行顺序，并按照所述执行顺序依次生成各目标函数的数据流图。
14.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，在所述数据节点对应的操作数据的所有方属性为单方可见时，所述第一显示信息还用于区分不同的单个参与方。
15.一种用于生成数据流图的装置，其特征在于，包括有存储器，以及一个以上程序，其中一个以上程序存储于存储器中，且经配置以由一个以上处理器执行所述一个以上程序，所述一个以上程序包含用于进行如权利要求1至7中任一所述的生成数据流图的方法的指令。
16.一种机器可读存储介质，其上存储有指令，当所述指令由装置的一个或多个处理器执行时，使得装置执行如权利要求1至7中任一所述的生成数据流图的方法。
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