CN114884645B - 一种隐私计算方法、装置和可读存储介质 - Google Patents

一种隐私计算方法、装置和可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供了一种隐私计算方法、装置和用于隐私计算的装置。所述方法包括：与第一数据方协同执行第一分片操作，使得第一数据方和第二数据方分别持有每个中间结果密文的两个分片；接收第一数据方发送的第二公钥；与第一数据方协同执行隐私转换操作，将每个中间结果密文的两个分片转换为乘法同态加密下的两个分片，计算乘法计算在乘法同态加密下的计算结果；与第一数据方协同执行第二分片操作，将乘法同态加密下的计算结果转换为加法同态加密下的计算结果；利用加法同态加密下的计算结果计算多项式。本发明实施例可以在保证数据安全的前提下实现加法同态与乘法同态混合的多项式计算，并且可以保证计算精度。

Description

一种隐私计算方法、装置和可读存储介质
技术领域
本发明涉及多方安全计算领域，尤其涉及一种隐私计算方法、装置和可读存储介质。
背景技术
同态加密是基于数学难题的计算复杂性理论的密码学技术。对经过同态加密的数据进行处理得到一个输出，将这一输出进行解密，其结果与用同一方法处理未加密的原始数据得到的输出结果是一样的。
全同态加密是指同时支持加法和乘法的同态加密方法，计算效率比较低。半同态加密是指仅支持在密文上进行加法或仅进行乘法的加密方法，半同态加密效率较高。但半同态加密只支持部分运算，例如，加法同态加密算法只能计算密文与密文的加法或者标量与密文的乘法，乘法同态加密算法只能计算密文与密文的乘法。
同态加密技术可应用在联邦学习领域，有很多复杂的函数需要在密文状态下计算加法与乘法，在函数中同时包含密文加法和密文乘法的运算时，无法同时进行计算，通常使用泰勒展开近似的方法来求函数的结果，降低了计算精度。
发明内容
本发明实施例提供一种隐私计算方法、装置和可读存储介质，可以在保证数据安全的前提下实现加法同态与乘法同态混合的多项式计算。
第一方面，本发明实施例公开了一种隐私计算方法，所述方法用于计算包含加法计算和乘法计算的多项式，所述乘法计算的操作数包括加法同态加密下的中间结果密文，所述中间结果密文为利用第一公私钥对中的第一公钥加密得到，所述第一公钥用于加法同态加密，所述第一公私钥对为第一数据方生成，所述中间结果密文为第二数据方持有，所述方法应用于所述第二数据方，所述方法包括：
与所述第一数据方协同执行第一分片操作，使得所述第一数据方和所述第二数据方分别持有每个所述中间结果密文的两个分片，所述第一数据方持有所述两个分片中的第一分片，所述第二数据方持有所述两个分片中的第二分片；
接收所述第一数据方发送的第二公钥，所述第二公钥为所述第一数据方生成的第二公私钥对中的公钥，所述第二公钥用于乘法同态加密；
基于持有的所述第二分片和所述第二公钥，与所述第一数据方基于其持有的所述第一分片和所述第二公钥协同执行隐私转换操作，将每个中间结果密文的两个分片转换为乘法同态加密下的两个分片，并由所述第二数据方持有；
基于所述每个中间结果密文在乘法同态加密下的两个分片，计算得到所述乘法计算在乘法同态加密下的计算结果；
与所述第一数据方协同执行第二分片操作，将所述乘法同态加密下的计算结果转换为加法同态加密下的计算结果；
利用所述加法同态加密下的计算结果计算所述多项式。
第二方面，本发明实施例公开了一种隐私计算方法，所述方法用于计算包含加法计算和乘法计算的多项式，所述乘法计算的操作数包括加法同态加密下的中间结果密文，所述中间结果密文为利用第一公私钥对中的第一公钥加密得到，所述第一公钥用于加法同态加密，所述第一公私钥对为第一数据方生成，所述中间结果密文为第二数据方持有，所述方法应用于所述第一数据方，所述方法包括：
与所述第二数据方协同执行第一分片操作，使得所述第一数据方和所述第二数据方分别持有每个所述中间结果密文的两个分片，所述第一数据方持有所述两个分片中的第一分片，所述第二数据方持有所述两个分片中的第二分片；
生成第二公私钥对，并将所述第二公私钥对中的第二公钥发送至所述第二数据方，所述第二公钥用于乘法同态加密；
基于持有的所述第一分片和所述第二公钥，与所述第二数据方基于其持有的所述第二分片和所述第二公钥协同执行隐私转换操作，将每个中间结果密文的两个分片转换为乘法同态加密下的两个分片，并由所述第二数据方持有，以使所述第二数据方基于所述每个中间结果密文在乘法同态加密下的两个分片，计算得到所述乘法计算在乘法同态加密下的计算结果；
与所述第二数据方协同执行第二分片操作，将所述乘法同态加密下的计算结果转换为加法同态加密下的计算结果，并由所述第二数据方持有，以使所述第二数据方利用所述加法同态加密下的计算结果计算所述多项式。
第三方面，本发明实施例公开了一种隐私计算装置，所述装置用于计算包含加法计算和乘法计算的多项式，所述乘法计算的操作数包括加法同态加密下的中间结果密文，所述中间结果密文为利用第一公私钥对中的第一公钥加密得到，所述第一公钥用于加法同态加密，所述第一公私钥对为第一数据方生成，所述中间结果密文为第二数据方持有，所述装置应用于所述第二数据方，所述装置包括：
第一分片交互模块，用于与所述第一数据方协同执行第一分片操作，使得所述第一数据方和所述第二数据方分别持有每个所述中间结果密文的两个分片，所述第一数据方持有所述两个分片中的第一分片，所述第二数据方持有所述两个分片中的第二分片；
公钥接收模块，用于接收所述第一数据方发送的第二公钥，所述第二公钥为所述第一数据方生成的第二公私钥对中的公钥，所述第二公钥用于乘法同态加密；
第一隐私转换模块，用于基于持有的所述第二分片和所述第二公钥，与所述第一数据方基于其持有的所述第一分片和所述第二公钥协同执行隐私转换操作，将每个中间结果密文的两个分片转换为乘法同态加密下的两个分片，并由所述第二数据方持有；
乘法计算模块，用于基于所述每个中间结果密文在乘法同态加密下的两个分片，计算得到所述乘法计算在乘法同态加密下的计算结果；
第二分片交互模块，用于与所述第一数据方协同执行第二分片操作，将所述乘法同态加密下的计算结果转换为加法同态加密下的计算结果；
结果计算模块，用于利用所述加法同态加密下的计算结果计算所述多项式。
第四方面，本发明实施例公开了一种隐私计算装置，所述装置用于计算包含加法计算和乘法计算的多项式，所述乘法计算的操作数包括加法同态加密下的中间结果密文，所述中间结果密文为利用第一公私钥对中的第一公钥加密得到，所述第一公钥用于加法同态加密，所述第一公私钥对为第一数据方生成，所述中间结果密文为第二数据方持有，所述装置应用于所述第一数据方，所述装置包括：
第三分片交互模块，用于与所述第二数据方协同执行第一分片操作，使得所述第一数据方和所述第二数据方分别持有每个所述中间结果密文的两个分片，所述第一数据方持有所述两个分片中的第一分片，所述第二数据方持有所述两个分片中的第二分片；
公钥生成模块，用于生成第二公私钥对，并将所述第二公私钥对中的第二公钥发送至所述第二数据方，所述第二公钥用于乘法同态加密；
第二隐私转换模块，用于基于持有的所述第一分片和所述第二公钥，与所述第二数据方基于其持有的所述第二分片和所述第二公钥协同执行隐私转换操作，将每个中间结果密文的两个分片转换为乘法同态加密下的两个分片，并由所述第二数据方持有，以使所述第二数据方基于所述每个中间结果密文在乘法同态加密下的两个分片，计算得到所述乘法计算在乘法同态加密下的计算结果；
第四分片交互模块，用于与所述第二数据方协同执行第二分片操作，将所述乘法同态加密下的计算结果转换为加法同态加密下的计算结果，并由所述第二数据方持有，以使所述第二数据方利用所述加法同态加密下的计算结果计算所述多项式。
第五方面，本发明实施例公开了一种用于隐私计算的装置，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隐私计算方法的指令。
第六方面，本发明实施例公开了一种可读存储介质，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隐私计算方法。
本发明实施例包括以下优点：
本发明实施例提出了一种隐私计算方法，先通过第一数据方与第二数据方协同执行第一分片操作，对所述乘法计算的操作数包含的每个中间结果密文进行分片，使得所述第一数据方和所述第二数据方分别持有每个中间结果密文的两个分片。再通过第一数据方与第二数据方协同执行隐私转换操作，将每个中间结果密文的两个分片转换为乘法同态加密下的两个分片。由于乘法同态加密下的密文数据可以执行乘法计算，因此，利用每个中间结果密文在乘法同态加密下的两个分片，可以计算得到所述乘法计算在乘法同态加密下的计算结果。接下来，通过第一数据方与第二数据方协同执行第二分片操作，将乘法同态加密下的计算结果转换为加法同态加密下的计算结果。本发明实施例利用秘密分享的方法，将所述多项式中的乘法计算的操作数在加法同态加密方式和乘法同态加密方式之间进行转换，通过乘法同态加密方式实现加法同态加密方式下的密文乘法计算，再将乘法同态加密下的计算结果转换为加法同态加密下的计算结果。由此可以在保证数据安全的前提下实现加法同态与乘法同态混合的多项式计算，可以保证计算精度，并且在计算过程中不暴露数据的明文信息。
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是本发明的一种隐私计算方法实施例的步骤流程图；
图2是本发明的另一种隐私计算方法实施例的步骤流程图；
图3是本发明的一种隐私计算装置实施例的结构框图；
图4是本发明的另一种隐私计算装置实施例的结构框图；
图5是本发明的一种用于隐私计算的装置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隐私计算方法实施例的步骤流程图，所述方法可用于计算包含加法计算和乘法计算的多项式，所述乘法计算的操作数包括加法同态加密下的中间结果密文，所述中间结果密文为利用第一公私钥对中的第一公钥加密得到，所述第一公钥用于加法同态加密，所述第一公私钥对为第一数据方生成，所述中间结果密文为第二数据方持有，所述方法可应用于所述第二数据方，所述方法可以包括如下步骤：
步骤101、与所述第一数据方协同执行第一分片操作，使得所述第一数据方和所述第二数据方分别持有每个所述中间结果密文的两个分片，所述第一数据方持有所述两个分片中的第一分片，所述第二数据方持有所述两个分片中的第二分片；
步骤102、接收所述第一数据方发送的第二公钥，所述第二公钥为所述第一数据方生成的第二公私钥对中的公钥，所述第二公钥用于乘法同态加密；
步骤103、基于持有的所述第二分片和所述第二公钥，与所述第一数据方基于其持有的所述第一分片和所述第二公钥协同执行隐私转换操作，将每个中间结果密文的两个分片转换为乘法同态加密下的两个分片，并由所述第二数据方持有；
步骤104、基于所述每个中间结果密文在乘法同态加密下的两个分片，计算得到所述乘法计算在乘法同态加密下的计算结果；
步骤105、与所述第一数据方协同执行第二分片操作，将所述乘法同态加密下的计算结果转换为加法同态加密下的计算结果；
步骤106、利用所述加法同态加密下的计算结果计算所述多项式。
随着大数据技术的发展，数据的来源、内容、形式越来越多样化，数据的容量也以极快的速度递增。数据作为用户行为分析、商业价值挖掘、人工智能训练等的基础，已成为一种重要的资产。由于不同机构或个人掌握了类型各异的数据，因此，常常需要根据数据应用目的，将来自不同数据源的隐私数据进行多方联合计算，实现数据融合的目的，并且计算过程中不暴露数据的明文信息。
本发明提供的隐私计算方法可用于多方联合计算的场景。本发明实施例对所述多方联合计算的类型不做限制。示例性地，所述多方联合计算可以是联邦学习。联邦学习指的是拥有数据的各个数据方，在不共享受保护的隐私数据且自有数据不传递到外部的前提下，通过加密的方式交换模型相关信息从而实现协同优化联邦学习模型。
在联邦学习场景中，多个数据方可以利用各自持有的隐私数据联合训练线性回归模型。所述线性回归模型可以是一元线性回归模型，也可以是多元线性回归模型；此外，所述线性回归模型可以是包括常数项的线性回归模型，也可以是不包括常数项的线性回归模型。线性回归模型可用于数据挖掘、经济预测等领域中的分类场景。
进一步地，训练线性回归模型所依赖的样本数据集可以纵向分布在多个数据方。假设训练线性回归模型所依赖的样本数据集纵向分布在k个数据方，k为大于1的整数，换而言之，k个数据方本地各自持有训练线性回归模型所依赖的样本数据集的部分数据，可以看做是对训练线性回归模型所依赖的样本数据集进行纵向切分后得到的数据子集。例如，数据方1拥有的样本数据子集为：用户A的身高数据；数据方2拥有的样本数据子集为：用户A的体重数据；数据方3拥有的样本数据子集为：用户A的发型数据；等等。
在多个数据方联合训练线性回归模型的过程中，通常使用加法同态加密的算法对中间结果进行聚合得到中间结果密文，并利用中间结果密文进行各种多项式的计算，经过迭代训练得到训练完成的线性回归模型。
示例性地，需要计算的多项式可以为联邦学习中的均方差损失函数，比如大于两方的线性回归梯度下降法求解。又如，需要计算的多项式还可以为联合统计中计算多方数据方差等。所述多项式中包含加法计算和乘法计算，所述乘法计算的操作数包括加法同态加密下的中间结果密文，而加法同态加密下的中间结果密文之间无法直接进行乘法计算。
为解决该问题，本发明实施例提供了一种隐私计算方法，待计算的多项式可以包含加法计算和乘法计算的混合运算，并且所述乘法计算的操作数包含加法同态加密下的中间结果密文。示例性地，假设某个待计算的多项式表达如下：
y=a+b*[[x1]]+c*[[x2]]*[[x3]]（1）
在上式（1）所示的多项式中，a、b、c为明文系数，[[x1]]、[[x2]]和[[x3]]为密文数据。进一步地，[[x1]]、[[x2]]和[[x3]]可以是中间结果密文。所述中间结果密文可以为利用第一公私钥对中的第一公钥加密得到，或者，所述中间结果密文可以为利用所述第一公钥加密的密文进行运算得到的中间结果。所述第一公钥为第一公私钥对中的公钥，所述第一公私钥对为第一数据方生成的加法同态加密算法的公私钥对，所述第一公私钥对中包括第一公钥和第一私钥，所述第一公钥用于加法同态加密，所述第一私钥可用于对加法同态加密下的密文数据进行解密。所述中间结果密文为第二数据方持有。
需要说明的是，在本发明实施例中，用[a]表示对明文数据a进行乘法同态加密得到的密文数据，用[[a]]表示对明文数据a进行加法同态加密得到的密文数据。
需要说明的是，上式（1）所示的多项式的形式仅作为待计算的多项式的一种示例，本发明实施例对所述多项式的具体形式不做限制，对所述多项式中包含的明文系数的个数和数值，以及对所述多项式中包含的中间结果密文的数量和数值均不做限制。
在本发明的一种可选实施例中，所述中间结果密文可以为多个数据方基于各自持有的隐私数据进行多方联合计算产生的中间结果的密文。所述第一数据方和第二数据方可以为所述多方联合计算的参与方。参与多方联合计算的数据方的个数可以大于或等于2。可以理解的是，隐私数据可以是任何不便于公开的数据，可以包括但不限于代表用户的个人信息的数据，或者商业秘密等。在本发明实施例中，所述隐私数据可以为密文。
在计算上式（1）所示的多项式的过程中，不能暴露密文数据[[x1]]、[[x2]]和[[x3]]的明文信息。该多项式中包含密文与密文的乘法（[x2]]*[[x3]]）、密文与明文的乘法（b*[[x1]]）、以及密文与密文的加法（b*[[x1]]+c*[x2]]*[[x3]]）的计算，因此该多项式是加法同态与乘法同态混合的运算。加法同态加密算法只能计算密文与密文的加法或者标量与密文的乘法，乘法同态加密算法只能计算密文与密文的乘法，并且加法同态加密算法和乘法同态加密算法不支持一起计算。
所述中间结果密文的加密方式为加法同态加密，也即，[[x1]]、[[x2]]和[[x3]]均为加法同态加密下的密文数据。由于[[x2]]和[[x3]]为加法同态加密下的密文数据，因此无法直接计算[[x2]]*[[x3]]。由于c为明文系数，可以先不考虑c，本发明实施例中所指的乘法计算指的是多个加法同态加密下的中间结果密文之间的乘法计算，如[[x2]]*[[x3]]。
本发明实施例提出的隐私计算方法，先通过第一数据方与第二数据方协同执行第一分片操作，对所述乘法计算的操作数包含的每个中间结果密文进行分片，使得所述第一数据方和所述第二数据方分别持有每个中间结果密文的两个分片。再通过第一数据方与第二数据方协同执行隐私转换操作，将每个中间结果密文的两个分片转换为乘法同态加密下的两个分片。由于乘法同态加密下的密文数据可以执行乘法计算，因此，利用每个中间结果密文在乘法同态加密下的两个分片，可以计算得到所述乘法计算在乘法同态加密下的计算结果。接下来，通过第一数据方与第二数据方协同执行第二分片操作，将乘法同态加密下的计算结果转换为加法同态加密下的计算结果。由此可以基于所述加法同态加密下的计算结果计算所述多项式，从而实现加法同态加密与乘法同态加密混合计算多项式的方法，进而可以计算密文下的复杂多项式，并且在保证计算精度的同时，在计算过程中不暴露数据的明文信息。
也即，本发明实施例利用秘密分享的方法，将所述多项式中的乘法计算的操作数在加法同态加密方式和乘法同态加密方式之间进行转换，通过乘法同态加密方式实现加法同态加密方式下的密文乘法计算。
在本发明的一种可选实施例中，所述与所述第一数据方协同执行第一分片操作，使得所述第一数据方和所述第二数据方分别持有每个所述中间结果密文的两个分片，可以包括：
针对所述乘法计算的操作数中的每个中间结果密文，生成对应的第一随机数，并计算每个中间结果密文与对应的第一随机数的比值，将所述比值发送至所述第一数据方，以使所述第一数据方持有每个中间结果密文的第一分片为所述比值，所述第二数据方持有每个中间结果密文的第二分片为所述第一随机数。
对于所述乘法计算的操作数包含的每个中间结果密文，通过第一数据方与第二数据方协同执行第一分片操作，对每个中间结果密文进行分片，使得第一数据方和第二数据方分别持有每个中间结果密文的两个分片。
仍以计算上式（1）所示的多项式为例，假设第一数据方为数据方A，第二数据方为数据方B，所述第一公私钥对由数据方A生成，中间密文结果[[x1]]、[[x2]]和[[x3]]由数据方B持有。
对于中间结果密文[[x2]]，数据方B生成第一随机数，如记为r2，并计算中间结果密文[[x2]]与第一随机数r2的比值。假设将该比值记为[[m]]，则[[m]]=[[x2]]/r2。
同样地，对于中间结果密文[[x3]]，数据方B生成第一随机数，如记为r3，并计算中间结果密文[[x3]]与第一随机数r3的比值。假设将该比值记为[[n]]，则[[n]]=[[x3]]/r3。
数据方B将比值[[m]]和比值[[n]]发送至数据方A。
由于[[x2]]=[[m]]*r2，因此，[[m]]和r2可以看作是[[x2]]的两个分片。也即，第一数据方（数据方A）持有中间结果密文[[x2]]的第一分片为比值[[m]]，第二数据方（数据方B）持有中间结果密文[[x2]]的第二分片为第一随机数r2。
同样地，由于[[x3]]=[[n]]*r3，因此，[[n]]和r3可以看作是[[x3]]的两个分片。也即，第一数据方（数据方A）持有中间结果密文[[x3]]的第一分片为比值[[n]]，第二数据方（数据方B）持有中间结果密文[[x3]]的第二分片为第一随机数r3。
此时，第一数据方获得的第一分片为加法同态加密下的密文数据，第二数据方持有的第二分片为第二数据方生成的第一随机数，也即，第二数据方持有的第二分片为明文数据。
为了能够对所述多项式中的乘法计算实现安全计算，第一数据方还生成乘法同态加密算法的第二公私钥对，所述第二公私钥对包含第二公钥和第二私钥，所述第二公钥用于乘法同态加密，所述第二私钥可用于对乘法同态加密下的密文数据进行解密。第一数据方将所述第二公钥发送给第二数据方。
第二数据方基于持有的第二分片和第二公钥，与第一数据方基于其持有的第一分片和所述第二公钥协同执行隐私转换操作，将每个中间结果密文的两个分片转换为乘法同态加密下的两个分片，再利用每个中间结果密文在乘法同态加密下的两个分片执行乘法计算。
在本发明的一种可选实施例中，所述基于持有的所述第二分片和所述第二公钥，与所述第一数据方基于其持有的所述第一分片和所述第二公钥协同执行隐私转换操作，将每个中间结果密文的两个分片转换为乘法同态加密下的两个分片，可以包括：
步骤S11、针对所述乘法计算的操作数中的每个中间结果密文，接收所述第一数据方发送的每个中间结果密文在乘法同态加密下的第一分片，所述每个中间结果密文在乘法同态加密下的第一分片为所述第一数据方使用所述第一公私钥对中的第一私钥对所述每个中间结果密文的第一分片进行解密，得到每个第一分片的明文，并使用所述第二公钥对所述每个第一分片的明文进行加密所得到；
步骤S12、使用所述第二公钥加密每个中间结果密文的第二分片，得到每个中间结果密文在乘法同态加密下的第二分片。
第一数据方与第二数据方协同执行第一分片操作之后，第一数据方获得的第一分片为加法同态加密下的密文数据，第二数据方持有的第二分片为明文的随机数。第二数据方使用第二公钥对其持有的第二分片进行加密，即可得到乘法同态加密下的第二分片。第一数据方需要先将其持有的加法同态加密下的第一分片解密为明文，再使用第二公钥对该第一分片的明文进行加密，得到乘法同态加密下的第一分片。
由于第一数据方持有加法同态加密算法的第一公私钥对，因此，第一数据方可以利用第一公私钥对中的第一私钥对其持有的第一分片进行解密，得到第一分片的明文，再使用第二公钥对第一分片的明文进行加密可以得到乘法同态加密下的第一分片。
例如，对于中间结果密文[[x2]]，第一数据方（数据方A）持有加法同态加密下的第一分片[[m]]，数据方A可以使用第一私钥对该加法同态加密下的第一分片[[m]]进行解密，得到明文m，再使用所述第二公钥对明文m进行加密，得到乘法同态加密下的第一分片[m]。数据方A将该中间结果密文[[x2]]在乘法同态加密下的第一分片[m]发送至第二数据方（数据方B）。
数据方B使用所述第二公钥加密中间结果密文[[x2]]的第二分片r2，得到中间结果密文[[x2]]在乘法同态加密下的第二分片[r2]。此时，数据方B持有中间结果密文[[x2]]在乘法同态加密下的第一分片[m]和在乘法同态加密下的第二分片[r2]。
同样地，对于中间结果密文[[x3]]，数据方A持有加法同态加密下的第一分片[[n]]，数据方A使用第一私钥对该加法同态加密下的第一分片[[n]]进行解密，得到明文n，再使用所述第二公钥对明文n进行加密，得到乘法同态加密下的第一分片[n]。数据方A将中间结果密文[[x3]]在乘法同态加密下的第一分片[n]发送至第二数据方（数据方B）。
数据方B使用所述第二公钥加密中间结果密文[[x3]]的第二分片r3，得到中间结果密文[[x3]]在乘法同态加密下的第二分片[r3]。此时，数据方B持有中间结果密文[[x3]]在乘法同态加密下的第一分片[n]和在乘法同态加密下的第二分片[r3]。
由此，数据方B持有所述乘法计算的操作数中每个中间结果密文在乘法同态加密下的两个分片。由于乘法同态加密下的密文数据可以执行乘法计算，因此数据方B可以利用其持有的[[x2]]在乘法同态加密下的两个分片[m]和[r2]，以及[[x3]]在乘法同态加密下的两个分片[n]和[r3]，实现多项式中的乘法计算[[x2]]*[[x3]]，得到该乘法计算在乘法同态加密下的计算结果。
在本发明的一种可选实施例中，所述基于所述每个中间结果密文在乘法同态加密下的两个分片，计算得到所述乘法计算在乘法同态加密下的计算结果，可以包括：
将所述乘法计算的操作数中的所有中间结果密文在乘法同态加密下的两个分片相乘，得到所述乘法计算在乘法同态加密下的计算结果。
例如，假设将所述乘法计算在乘法同态加密下的计算结果记为[z]，则在上述示例中，[z]=[m]*[r2]*[n]*[r3]。[z]为乘法同态加密下的密文数据，[m]*[r2]对应的明文值为x2，[n]*[r3]对应的明文值为x3，[z]对应的明文值为x2*x3。
在计算得到所述多项式中的乘法计算在乘法同态加密下的计算结果之后，需要将所述乘法同态加密下的计算结果转换为加法同态加密下的计算结果。本发明实施例通过第一数据方与第二数据方协同执行第二分片操作，将所述乘法同态加密下的计算结果转换为加法同态加密下的计算结果，代入上式（1）中即可计算上式（1）所示的多项式。
在本发明的一种可选实施例中，所述与所述第一数据方协同执行第二分片操作，将所述乘法同态加密下的计算结果转换为加法同态加密下的计算结果，可以包括：
步骤S21、生成第二随机数，并利用所述第二公钥加密所述第二随机数，得到乘法同态加密下的第二随机数密文；
步骤S22、将所述乘法同态加密下的计算结果与所述乘法同态加密下的第二随机数密文相乘，得到乘法同态加密下的第二转换密文；
步骤S23、将所述乘法同态加密下的第二转换密文发送至所述第一数据方，以使所述第一数据方使用所述第二公私钥对中的第二私钥对所述乘法同态加密下的第二转换密文进行解密，得到第二转换明文，并使用所述第一公钥对所述第二转换明文进行加密，得到加法同态加密下的第二转换密文；
步骤S24、接收所述第一数据方发送的所述加法同态加密下的第二转换密文；
步骤S25、将所述加法同态加密下的第二转换密文与所述第二随机数的倒数相乘，得到所述乘法计算在加法同态加密下的计算结果。
仍以上述示例为例，第二数据方（数据方B）生成第二随机数，如记为r，并利用所述第二公钥加密所述第二随机数r，得到第二随机数密文，如记为[r]。由于第二随机数密文为所述第二公钥加密得到，因此第二随机数密文为乘法同态加密下的密文数据，可以将所述乘法同态加密下的计算结果与所述第二随机数密文相乘，得到乘法同态加密下的第二转换密文，如将所述第二转换密文记为[p]，则[p]=[z]*[r]。
在第二次分片操作中，由于[z]和[r]均为乘法同态加密下的密文数据，乘法同态加密下的密文数据只能执行乘法计算，因此本发明通过将所述乘法同态加密下的计算结果与所述乘法同态加密下的第二随机数密文相乘（[z]*[r]）实现对乘法同态加密下的计算结果（[z]）进行分片，[z]的两个分片为[p]和1/[r]。
数据方B将所述乘法同态加密下的第二转换密文发送至所述第一数据方（数据方A）。数据方A使用所述第二公私钥对中的第二私钥对所述乘法同态加密下的第二转换密文[p]进行解密，得到第二转换明文p，并使用所述第一公私钥对中的第一公钥对所述第二转换明文p进行加密，得到加法同态加密下的第二转换密文[[p]]。
数据方A将所述加法同态加密下的第二转换密文[[p]]发送至数据方B。数据方B将所述加法同态加密下的第二转换密文[[p]]与所述第二随机数的倒数1/r相乘，可以得到所述多项式中乘法计算[[x2]]*[[x3]]在加法同态加密下的计算结果，即[[p]]*1/r。
由此，数据方B可以通过下式计算上式（1）所示的多项式：
y=a+b*[[x1]]+c*[[p]]*1/r （2）
在上式（2）中，[[x1]]和[[p]]都是加法同态加密下的密文数据，满足计算要求，并且[[p]]*1/r的明文值即为x2*x3。
需要说明的是，本发明实施例对使用的加法同态加密算法以及乘法同态加密算法均不做限制。示例性地，所述加法同态加密算法可以包括Paillier算法或者Affine算法等，所述乘法同态加密的算法可以包括RSA算法或者 ElGamal算法等。
参照图2，示出了本发明的另一种隐私计算方法实施例的步骤流程图，所述方法可用于计算包含加法计算和乘法计算的多项式，所述乘法计算的操作数包括加法同态加密下的中间结果密文，所述中间结果密文为利用第一公私钥对中的第一公钥加密得到，所述第一公钥用于加法同态加密，所述第一公私钥对为第一数据方生成，所述中间结果密文为第二数据方持有，所述方法应用于所述第一数据方，所述方法可以包括：
步骤201、与所述第二数据方协同执行第一分片操作，使得所述第一数据方和所述第二数据方分别持有每个所述中间结果密文的两个分片，所述第一数据方持有所述两个分片中的第一分片，所述第二数据方持有所述两个分片中的第二分片；
步骤202、生成第二公私钥对，并将所述第二公私钥对中的第二公钥发送至所述第二数据方，所述第二公钥用于乘法同态加密；
步骤203、基于持有的所述第一分片和所述第二公钥，与所述第二数据方基于其持有的所述第二分片和所述第二公钥协同执行隐私转换操作，将每个中间结果密文的两个分片转换为乘法同态加密下的两个分片，并由所述第二数据方持有，以使所述第二数据方基于所述每个中间结果密文在乘法同态加密下的两个分片，计算得到所述乘法计算在乘法同态加密下的计算结果；
步骤204、与所述第二数据方协同执行第二分片操作，将所述乘法同态加密下的计算结果转换为加法同态加密下的计算结果，并由所述第二数据方持有，以使所述第二数据方利用所述加法同态加密下的计算结果计算所述多项式。
需要说明的是，对于第一数据方侧的执行过程，在前述实施例中已详细说明，此处不再进行赘述，相互参照即可。
可选地，所述与所述第二数据方协同执行第一分片操作，使得所述第一数据方和所述第二数据方分别持有每个所述中间结果密文的两个分片，所述第一数据方持有所述两个分片中的第一分片，所述第二数据方持有所述两个分片中的第二分片，可以包括：
针对所述乘法计算的操作数中的每个中间结果密文，接收所述第二数据方发送的比值，其中，每个比值为所述第二数据方针对所述乘法计算的操作数中的每个中间结果密文，生成对应的第一随机数，并计算每个中间结果密文与对应的第一随机数的比值所得到，以使所述第一数据方持有每个中间结果密文的第一分片为所述比值，所述第二数据方持有每个中间结果密文的第二分片为所述第一随机数。
可选地，所述基于持有的所述第一分片和所述第二公钥，与所述第二数据方基于其持有的所述第二分片和所述第二公钥协同执行隐私转换操作，将每个中间结果密文的两个分片转换为乘法同态加密下的两个分片，可以包括：
步骤S31、针对所述乘法计算的操作数中的每个中间结果密文，使用所述第一公私钥对中的第一私钥对所述每个中间结果密文的第一分片进行解密，得到每个第一分片的明文，并使用所述第二公钥对所述每个第一分片的明文进行加密，得到所述每个中间结果密文在乘法同态加密下的第一分片；
步骤S32、将所述每个中间结果密文在乘法同态加密下的第一分片发送至所述第二数据方，所述第二数据方使用所述第二公钥加密所述每个中间结果密文的第二分片，得到所述每个中间结果密文在乘法同态加密下的第二分片。
可选地，所述与所述第二数据方协同执行第二分片操作，将所述乘法同态加密下的计算结果转换为加法同态加密下的计算结果，可以包括：
步骤S41、接收所述第二数据方发送的乘法同态加密下的第二转换密文，所述乘法同态加密下的第二转换密文为所述第二数据方生成第二随机数，并利用所述第二公钥加密所述第二随机数得到乘法同态加密下的第二随机数密文，将所述乘法同态加密下的计算结果与所述乘法同态加密下的第二随机数密文相乘所得到；
步骤S42、使用所述第二公私钥对中的第二私钥对所述乘法同态加密下的第二转换密文进行解密，得到第二转换明文，并使用所述第一公钥对所述第二转换明文进行加密，得到加法同态加密下的第二转换密文；
步骤S43、将所述加法同态加密下的第二转换密文发送至所述第二数据方，以使所述第二数据方将所述加法同态加密下的第二转换密文与所述第二随机数的倒数相乘，得到所述乘法计算在加法同态加密下的计算结果。
可选地，所述中间结果密文为多个数据方基于各自持有的隐私数据进行多方联合计算产生的中间结果的密文。
综上，本发明实施例提出了一种隐私计算方法，先通过第一数据方与第二数据方协同执行第一分片操作，对所述乘法计算的操作数包含的每个中间结果密文进行分片，使得所述第一数据方和所述第二数据方分别持有每个中间结果密文的两个分片。再通过第一数据方与第二数据方协同执行隐私转换操作，将每个中间结果密文的两个分片转换为乘法同态加密下的两个分片。由于乘法同态加密下的密文数据可以执行乘法计算，因此，利用每个中间结果密文在乘法同态加密下的两个分片，可以计算得到所述乘法计算在乘法同态加密下的计算结果。接下来，通过第一数据方与第二数据方协同执行第二分片操作，将乘法同态加密下的计算结果转换为加法同态加密下的计算结果。本发明实施例利用秘密分享的方法，将所述多项式中的乘法计算的操作数在加法同态加密方式和乘法同态加密方式之间进行转换，通过乘法同态加密方式实现加法同态加密方式下的密文乘法计算，再将乘法同态加密下的计算结果转换为加法同态加密下的计算结果。由此可以在保证数据安全的前提下实现加法同态与乘法同态混合的多项式计算，可以保证计算精度，并且在计算过程中不暴露数据的明文信息。
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3，示出了本发明的一种隐私计算装置实施例的结构框图，所述装置可用于计算包含加法计算和乘法计算的多项式，所述乘法计算的操作数包括加法同态加密下的中间结果密文，所述中间结果密文为利用第一公私钥对中的第一公钥加密得到，所述第一公钥用于加法同态加密，所述第一公私钥对为第一数据方生成，所述中间结果密文为第二数据方持有，所述装置应用于所述第二数据方，所述装置可以包括：
第一分片交互模块301，用于与所述第一数据方协同执行第一分片操作，使得所述第一数据方和所述第二数据方分别持有每个所述中间结果密文的两个分片，所述第一数据方持有所述两个分片中的第一分片，所述第二数据方持有所述两个分片中的第二分片；
公钥接收模块302，用于接收所述第一数据方发送的第二公钥，所述第二公钥为所述第一数据方生成的第二公私钥对中的公钥，所述第二公钥用于乘法同态加密；
第一隐私转换模块303，用于基于持有的所述第二分片和所述第二公钥，与所述第一数据方基于其持有的所述第一分片和所述第二公钥协同执行隐私转换操作，将每个中间结果密文的两个分片转换为乘法同态加密下的两个分片，并由所述第二数据方持有；
乘法计算模块304，用于基于所述每个中间结果密文在乘法同态加密下的两个分片，计算得到所述乘法计算在乘法同态加密下的计算结果；
第二分片交互模块305，用于与所述第一数据方协同执行第二分片操作，将所述乘法同态加密下的计算结果转换为加法同态加密下的计算结果；
结果计算模块306，用于利用所述加法同态加密下的计算结果计算所述多项式。
可选地，所述第一隐私转换模块，具体用于针对所述乘法计算的操作数中的每个中间结果密文，生成对应的第一随机数，并计算每个中间结果密文与对应的第一随机数的比值，将所述比值发送至所述第一数据方，以使所述第一数据方持有每个中间结果密文的第一分片为所述比值，所述第二数据方持有每个中间结果密文的第二分片为所述第一随机数。
可选地，所述第一隐私转换模块，包括：
第一分片接收子模块，用于针对所述乘法计算的操作数中的每个中间结果密文，接收所述第一数据方发送的每个中间结果密文在乘法同态加密下的第一分片，所述每个中间结果密文在乘法同态加密下的第一分片为所述第一数据方使用所述第一公私钥对中的第一私钥对所述每个中间结果密文的第一分片进行解密，得到每个第一分片的明文，并使用所述第二公钥对所述每个第一分片的明文进行加密所得到；
第二分片计算子模块，用于使用所述第二公钥加密每个中间结果密文的第二分片，得到每个中间结果密文在乘法同态加密下的第二分片。
可选地，所述乘法计算模块，具体用于将所述乘法计算的操作数中的所有中间结果密文在乘法同态加密下的两个分片相乘，得到所述乘法计算在乘法同态加密下的计算结果。
可选地，所述第二分片交互模块，包括：
随机数生成子模块，用于生成第二随机数，并利用所述第二公钥加密所述第二随机数，得到乘法同态加密下的第二随机数密文；
第一转换子模块，用于将所述乘法同态加密下的计算结果与所述乘法同态加密下的第二随机数密文相乘，得到乘法同态加密下的第二转换密文；
第一密文发送子模块，用于将所述乘法同态加密下的第二转换密文发送至所述第一数据方，以使所述第一数据方使用所述第二公私钥对中的第二私钥对所述乘法同态加密下的第二转换密文进行解密，得到第二转换明文，并使用所述第一公钥对所述第二转换明文进行加密，得到加法同态加密下的第二转换密文；
第一密文接收子模块，用于接收所述第一数据方发送的所述加法同态加密下的第二转换密文；
结果转换子模块，用于将所述加法同态加密下的第二转换密文与所述第二随机数的倒数相乘，得到所述乘法计算在加法同态加密下的计算结果。
可选地，所述中间结果密文为多个数据方基于各自持有的隐私数据进行多方联合计算产生的中间结果的密文。
参照图4，示出了本发明的另一种隐私计算装置实施例的结构框图，所述装置可用于计算包含加法计算和乘法计算的多项式，所述乘法计算的操作数包括加法同态加密下的中间结果密文，所述中间结果密文为利用第一公私钥对中的第一公钥加密得到，所述第一公钥用于加法同态加密，所述第一公私钥对为第一数据方生成，所述中间结果密文为第二数据方持有，所述装置应用于所述第一数据方，所述装置可以包括：
第三分片交互模块401，用于与所述第二数据方协同执行第一分片操作，使得所述第一数据方和所述第二数据方分别持有每个所述中间结果密文的两个分片，所述第一数据方持有所述两个分片中的第一分片，所述第二数据方持有所述两个分片中的第二分片；
公钥生成模块402，用于生成第二公私钥对，并将所述第二公私钥对中的第二公钥发送至所述第二数据方，所述第二公钥用于乘法同态加密；
第二隐私转换模块403，用于基于持有的所述第一分片和所述第二公钥，与所述第二数据方基于其持有的所述第二分片和所述第二公钥协同执行隐私转换操作，将每个中间结果密文的两个分片转换为乘法同态加密下的两个分片，并由所述第二数据方持有，以使所述第二数据方基于所述每个中间结果密文在乘法同态加密下的两个分片，计算得到所述乘法计算在乘法同态加密下的计算结果；
第四分片交互模块404，用于与所述第二数据方协同执行第二分片操作，将所述乘法同态加密下的计算结果转换为加法同态加密下的计算结果，并由所述第二数据方持有，以使所述第二数据方利用所述加法同态加密下的计算结果计算所述多项式。
可选地，所述第三分片交互模块，具体用于针对所述乘法计算的操作数中的每个中间结果密文，接收所述第二数据方发送的比值，其中，每个比值为所述第二数据方针对所述乘法计算的操作数中的每个中间结果密文，生成对应的第一随机数，并计算每个中间结果密文与对应的第一随机数的比值所得到，以使所述第一数据方持有每个中间结果密文的第一分片为所述比值，所述第二数据方持有每个中间结果密文的第二分片为所述第一随机数。
可选地，所述第二隐私转换模块，包括：
第一分片计算模块，用于针对所述乘法计算的操作数中的每个中间结果密文，使用所述第一公私钥对中的第一私钥对所述每个中间结果密文的第一分片进行解密，得到每个第一分片的明文，并使用所述第二公钥对所述每个第一分片的明文进行加密，得到所述每个中间结果密文在乘法同态加密下的第一分片；
第一分片发送模块，用于将所述每个中间结果密文在乘法同态加密下的第一分片发送至所述第二数据方，所述第二数据方使用所述第二公钥加密所述每个中间结果密文的第二分片，得到所述每个中间结果密文在乘法同态加密下的第二分片。
可选地，所述第四分片交互模块，包括：
第二密文接收子模块，用于接收所述第二数据方发送的乘法同态加密下的第二转换密文，所述乘法同态加密下的第二转换密文为所述第二数据方生成第二随机数，并利用所述第二公钥加密所述第二随机数得到乘法同态加密下的第二随机数密文，将所述乘法同态加密下的计算结果与所述乘法同态加密下的第二随机数密文相乘所得到；
密文转换子模块，用于使用所述第二公私钥对中的第二私钥对所述乘法同态加密下的第二转换密文进行解密，得到第二转换明文，并使用所述第一公钥对所述第二转换明文进行加密，得到加法同态加密下的第二转换密文；
第二密文发送子模块，用于将所述加法同态加密下的第二转换密文发送至所述第二数据方，以使所述第二数据方将所述加法同态加密下的第二转换密文与所述第二随机数的倒数相乘，得到所述乘法计算在加法同态加密下的计算结果。
可选地，所述中间结果密文为多个数据方基于各自持有的隐私数据进行多方联合计算产生的中间结果的密文。
本发明实施例提出了一种隐私计算装置，先通过第一数据方与第二数据方协同执行第一分片操作，对所述乘法计算的操作数包含的每个中间结果密文进行分片，使得所述第一数据方和所述第二数据方分别持有每个中间结果密文的两个分片。再通过第一数据方与第二数据方协同执行隐私转换操作，将每个中间结果密文的两个分片转换为乘法同态加密下的两个分片。由于乘法同态加密下的密文数据可以执行乘法计算，因此，利用每个中间结果密文在乘法同态加密下的两个分片，可以计算得到所述乘法计算在乘法同态加密下的计算结果。接下来，通过第一数据方与第二数据方协同执行第二分片操作，将乘法同态加密下的计算结果转换为加法同态加密下的计算结果。本发明实施例利用秘密分享的方法，将所述多项式中的乘法计算的操作数在加法同态加密方式和乘法同态加密方式之间进行转换，通过乘法同态加密方式实现加法同态加密方式下的密文乘法计算，再将乘法同态加密下的计算结果转换为加法同态加密下的计算结果。由此可以在保证数据安全的前提下实现加法同态与乘法同态混合的多项式计算，可以保证计算精度，并且在计算过程中不暴露数据的明文信息。
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隐私计算的装置，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上述一个或多个实施例所述的隐私计算方法的指令。
图5是根据一示例性实施例示出的一种用于隐私计算的装置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或图2所示的隐私计算方法。
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或图2所对应实施例中隐私计算方法的描述，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隐私计算方法、装置和可读存储介质，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 (15)

1.一种隐私计算方法，其特征在于，所述方法用于计算包含加法计算和乘法计算的多项式，所述乘法计算的操作数包括加法同态加密下的中间结果密文，所述中间结果密文为利用第一公私钥对中的第一公钥加密得到，所述第一公钥用于加法同态加密，所述第一公私钥对为第一数据方生成，所述中间结果密文为第二数据方持有，所述方法应用于所述第二数据方，所述方法包括：
与所述第一数据方协同执行第一分片操作，使得所述第一数据方和所述第二数据方分别持有每个所述中间结果密文的两个分片，所述第一数据方持有所述两个分片中的第一分片，所述第二数据方持有所述两个分片中的第二分片；
接收所述第一数据方发送的第二公钥，所述第二公钥为所述第一数据方生成的第二公私钥对中的公钥，所述第二公钥用于乘法同态加密；
基于持有的所述第二分片和所述第二公钥，与所述第一数据方基于其持有的所述第一分片和所述第二公钥协同执行隐私转换操作，将每个中间结果密文的两个分片转换为乘法同态加密下的两个分片，并由所述第二数据方持有；
基于所述每个中间结果密文在乘法同态加密下的两个分片，计算得到所述乘法计算在乘法同态加密下的计算结果；
与所述第一数据方协同执行第二分片操作，将所述乘法同态加密下的计算结果转换为加法同态加密下的计算结果；
利用所述加法同态加密下的计算结果计算所述多项式。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述与所述第一数据方协同执行第一分片操作，使得所述第一数据方和所述第二数据方分别持有每个所述中间结果密文的两个分片，包括：
针对所述乘法计算的操作数中的每个中间结果密文，生成对应的第一随机数，并计算每个中间结果密文与对应的第一随机数的比值，将所述比值发送至所述第一数据方，以使所述第一数据方持有每个中间结果密文的第一分片为所述比值，所述第二数据方持有每个中间结果密文的第二分片为所述第一随机数。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于持有的所述第二分片和所述第二公钥，与所述第一数据方基于其持有的所述第一分片和所述第二公钥协同执行隐私转换操作，将每个中间结果密文的两个分片转换为乘法同态加密下的两个分片，包括：
针对所述乘法计算的操作数中的每个中间结果密文，接收所述第一数据方发送的每个中间结果密文在乘法同态加密下的第一分片，所述每个中间结果密文在乘法同态加密下的第一分片为所述第一数据方使用所述第一公私钥对中的第一私钥对所述每个中间结果密文的第一分片进行解密，得到每个第一分片的明文，并使用所述第二公钥对所述每个第一分片的明文进行加密所得到；
使用所述第二公钥加密每个中间结果密文的第二分片，得到每个中间结果密文在乘法同态加密下的第二分片。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述每个中间结果密文在乘法同态加密下的两个分片，计算得到所述乘法计算在乘法同态加密下的计算结果，包括：
将所述乘法计算的操作数中的所有中间结果密文在乘法同态加密下的两个分片相乘，得到所述乘法计算在乘法同态加密下的计算结果。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述与所述第一数据方协同执行第二分片操作，将所述乘法同态加密下的计算结果转换为加法同态加密下的计算结果，包括：
生成第二随机数，并利用所述第二公钥加密所述第二随机数，得到乘法同态加密下的第二随机数密文；
将所述乘法同态加密下的计算结果与所述乘法同态加密下的第二随机数密文相乘，得到乘法同态加密下的第二转换密文；
将所述乘法同态加密下的第二转换密文发送至所述第一数据方，以使所述第一数据方使用所述第二公私钥对中的第二私钥对所述乘法同态加密下的第二转换密文进行解密，得到第二转换明文，并使用所述第一公钥对所述第二转换明文进行加密，得到加法同态加密下的第二转换密文；
接收所述第一数据方发送的所述加法同态加密下的第二转换密文；
将所述加法同态加密下的第二转换密文与所述第二随机数的倒数相乘，得到所述乘法计算在加法同态加密下的计算结果。
6.根据权利要求1至5任一所述的方法，其特征在于，所述中间结果密文为多个数据方基于各自持有的隐私数据进行多方联合计算产生的中间结果的密文。
7.一种隐私计算方法，其特征在于，所述方法用于计算包含加法计算和乘法计算的多项式，所述乘法计算的操作数包括加法同态加密下的中间结果密文，所述中间结果密文为利用第一公私钥对中的第一公钥加密得到，所述第一公钥用于加法同态加密，所述第一公私钥对为第一数据方生成，所述中间结果密文为第二数据方持有，所述方法应用于所述第一数据方，所述方法包括：
与所述第二数据方协同执行第一分片操作，使得所述第一数据方和所述第二数据方分别持有每个所述中间结果密文的两个分片，所述第一数据方持有所述两个分片中的第一分片，所述第二数据方持有所述两个分片中的第二分片；
生成第二公私钥对，并将所述第二公私钥对中的第二公钥发送至所述第二数据方，所述第二公钥用于乘法同态加密；
基于持有的所述第一分片和所述第二公钥，与所述第二数据方基于其持有的所述第二分片和所述第二公钥协同执行隐私转换操作，将每个中间结果密文的两个分片转换为乘法同态加密下的两个分片，并由所述第二数据方持有，以使所述第二数据方基于所述每个中间结果密文在乘法同态加密下的两个分片，计算得到所述乘法计算在乘法同态加密下的计算结果；
与所述第二数据方协同执行第二分片操作，将所述乘法同态加密下的计算结果转换为加法同态加密下的计算结果，并由所述第二数据方持有，以使所述第二数据方利用所述加法同态加密下的计算结果计算所述多项式。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述与所述第二数据方协同执行第一分片操作，使得所述第一数据方和所述第二数据方分别持有每个所述中间结果密文的两个分片，所述第一数据方持有所述两个分片中的第一分片，所述第二数据方持有所述两个分片中的第二分片，包括：
针对所述乘法计算的操作数中的每个中间结果密文，接收所述第二数据方发送的比值，其中，每个比值为所述第二数据方针对所述乘法计算的操作数中的每个中间结果密文，生成对应的第一随机数，并计算每个中间结果密文与对应的第一随机数的比值所得到，以使所述第一数据方持有每个中间结果密文的第一分片为所述比值，所述第二数据方持有每个中间结果密文的第二分片为所述第一随机数。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于持有的所述第一分片和所述第二公钥，与所述第二数据方基于其持有的所述第二分片和所述第二公钥协同执行隐私转换操作，将每个中间结果密文的两个分片转换为乘法同态加密下的两个分片，包括：
针对所述乘法计算的操作数中的每个中间结果密文，使用所述第一公私钥对中的第一私钥对所述每个中间结果密文的第一分片进行解密，得到每个第一分片的明文，并使用所述第二公钥对所述每个第一分片的明文进行加密，得到所述每个中间结果密文在乘法同态加密下的第一分片；
将所述每个中间结果密文在乘法同态加密下的第一分片发送至所述第二数据方，所述第二数据方使用所述第二公钥加密所述每个中间结果密文的第二分片，得到所述每个中间结果密文在乘法同态加密下的第二分片。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述与所述第二数据方协同执行第二分片操作，将所述乘法同态加密下的计算结果转换为加法同态加密下的计算结果，包括：
接收所述第二数据方发送的乘法同态加密下的第二转换密文，所述乘法同态加密下的第二转换密文为所述第二数据方生成第二随机数，并利用所述第二公钥加密所述第二随机数得到乘法同态加密下的第二随机数密文，将所述乘法同态加密下的计算结果与所述乘法同态加密下的第二随机数密文相乘所得到；
使用所述第二公私钥对中的第二私钥对所述乘法同态加密下的第二转换密文进行解密，得到第二转换明文，并使用所述第一公钥对所述第二转换明文进行加密，得到加法同态加密下的第二转换密文；
将所述加法同态加密下的第二转换密文发送至所述第二数据方，以使所述第二数据方将所述加法同态加密下的第二转换密文与所述第二随机数的倒数相乘，得到所述乘法计算在加法同态加密下的计算结果。
11.根据权利要求7至10任一所述的方法，其特征在于，所述中间结果密文为多个数据方基于各自持有的隐私数据进行多方联合计算产生的中间结果的密文。
12.一种隐私计算装置，其特征在于，所述装置用于计算包含加法计算和乘法计算的多项式，所述乘法计算的操作数包括加法同态加密下的中间结果密文，所述中间结果密文为利用第一公私钥对中的第一公钥加密得到，所述第一公钥用于加法同态加密，所述第一公私钥对为第一数据方生成，所述中间结果密文为第二数据方持有，所述装置应用于所述第二数据方，所述装置包括：
第一分片交互模块，用于与所述第一数据方协同执行第一分片操作，使得所述第一数据方和所述第二数据方分别持有每个所述中间结果密文的两个分片，所述第一数据方持有所述两个分片中的第一分片，所述第二数据方持有所述两个分片中的第二分片；
公钥接收模块，用于接收所述第一数据方发送的第二公钥，所述第二公钥为所述第一数据方生成的第二公私钥对中的公钥，所述第二公钥用于乘法同态加密；
第一隐私转换模块，用于基于持有的所述第二分片和所述第二公钥，与所述第一数据方基于其持有的所述第一分片和所述第二公钥协同执行隐私转换操作，将每个中间结果密文的两个分片转换为乘法同态加密下的两个分片，并由所述第二数据方持有；
乘法计算模块，用于基于所述每个中间结果密文在乘法同态加密下的两个分片，计算得到所述乘法计算在乘法同态加密下的计算结果；
第二分片交互模块，用于与所述第一数据方协同执行第二分片操作，将所述乘法同态加密下的计算结果转换为加法同态加密下的计算结果；
结果计算模块，用于利用所述加法同态加密下的计算结果计算所述多项式。
13.一种隐私计算装置，其特征在于，所述装置用于计算包含加法计算和乘法计算的多项式，所述乘法计算的操作数包括加法同态加密下的中间结果密文，所述中间结果密文为利用第一公私钥对中的第一公钥加密得到，所述第一公钥用于加法同态加密，所述第一公私钥对为第一数据方生成，所述中间结果密文为第二数据方持有，所述装置应用于所述第一数据方，所述装置包括：
第三分片交互模块，用于与所述第二数据方协同执行第一分片操作，使得所述第一数据方和所述第二数据方分别持有每个所述中间结果密文的两个分片，所述第一数据方持有所述两个分片中的第一分片，所述第二数据方持有所述两个分片中的第二分片；
公钥生成模块，用于生成第二公私钥对，并将所述第二公私钥对中的第二公钥发送至所述第二数据方，所述第二公钥用于乘法同态加密；
第二隐私转换模块，用于基于持有的所述第一分片和所述第二公钥，与所述第二数据方基于其持有的所述第二分片和所述第二公钥协同执行隐私转换操作，将每个中间结果密文的两个分片转换为乘法同态加密下的两个分片，并由所述第二数据方持有，以使所述第二数据方基于所述每个中间结果密文在乘法同态加密下的两个分片，计算得到所述乘法计算在乘法同态加密下的计算结果；
第四分片交互模块，用于与所述第二数据方协同执行第二分片操作，将所述乘法同态加密下的计算结果转换为加法同态加密下的计算结果，并由所述第二数据方持有，以使所述第二数据方利用所述加法同态加密下的计算结果计算所述多项式。
14.一种用于隐私计算的装置，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6或7至11中任一所述的隐私计算方法的指令。
15.一种可读存储介质，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6或7至11中任一所述的隐私计算方法。
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