CN115361131B - 一种密文数据计算方法、装置和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种密文数据计算方法、装置和电子设备，涉及多方安全计算技术领域和隐私计算技术领域，包括：计算自身持有的数据分片与第一随机数的乘积，作为分片乘积；向多个第二类计算设备分别发送分片乘积，使得每个第二类计算设备在接收到多个第一类计算设备发送的分片乘积后，计算得到的多个分片乘积的和值，作为分片乘积和值，并使用自身对应的预设算式除以分片乘积和值，得到分片商值，并向自身对应的第一类计算设备发送分片商值；计算分片商值与第一随机数的乘积，作为分片商值乘积，多个第一类计算设备各自得到的分片商值乘积的和值为待计算数据的倒数。采用本方案，降低了基于秘密分享技术实现除法计算的复杂度。
Description
技术领域
本申请涉及多方安全计算技术领域和隐私计算技术领域，尤其涉及一种密文数据计算方法、装置和电子设备。
背景技术
多方安全计算（MPC）可以在保护个人隐私信息的前提下，实现隐私数据共享。MPC是指某一组互相不信任的参与者在保护个人隐私的同时，还可以进行协同计算。MPC需要确保输入数据的独立性、传递数据的准确性、计算过程的正确性，同时不能将个人的隐私数据泄露给其他参与者。
在涉及到多数据源的数据融合计算过程中，传统的数据计算方式存在数据泄露的风险。在多方安全计算系统中，可以在密文数据上直接进行计算，虽然牺牲了一定的计算效率，但既实现了数据共享，又保证了安全性。
隐私保护计算（Privacy-Preserving Computing）是指在保护隐私信息的前提下，实现数据价值的分析和挖掘，即实现数据在加密的、非透明的状态下的计算，以保护计算各参与方的隐私信息安全。隐私保护计算的技术，可应用于多方安全计算。
秘密分享即是一种隐私保护计算技术，将一个原始数据分成多片，每个参与方获得其中一个数据分片，进行数据计算，只要参与方之间没有合谋，即无法恢复出原始数据，从而确保数据的安全性。
在秘密分享技术中，实现加法和乘法的计算比较容易，实现除法计算则相对比较复杂，需要使用牛顿迭代法，即使用乘法和加法基于初始估计值进行迭代，以实现除法计算。
使用牛顿迭代法实现除法计算的过程，需要进行多次迭代，复杂度高，通信量大，需要花费较长的时间，从而导致计算效率较低。
发明内容
本申请实施例提供一种密文数据计算方法、装置和电子设备，用以解决现有技术中存在的基于秘密分享技术实现除法计算的复杂度高的技术问题。
本申请实施例提供一种密文数据计算方法，应用于密文计算平台的多个第一类计算设备中的每个第一类计算设备，所述密文计算平台还包括多个第二类计算设备，且所述多个第一类计算设备和所述多个第二类计算设备的数量相同，待计算数据被拆分为多个数据分片，所述多个数据分片的数量与所述多个第一类计算设备的数量相同，所述多个第一类计算设备各自持有其中一个数据分片，所述方法，包括：
计算自身持有的数据分片与第一随机数的乘积，作为分片乘积，每个第一类计算设备计算分片乘积使用的所述第一随机数相同；
向所述多个第二类计算设备分别发送所述分片乘积，使得每个第二类计算设备在接收到所述多个第一类计算设备发送的分片乘积后，计算得到的多个分片乘积的和值，作为分片乘积和值，并使用自身对应的预设算式除以所述分片乘积和值，得到分片商值，并向自身对应的第一类计算设备发送所述分片商值，其中，每个第二类计算设备对应的预设算式中包含相同的第二随机数，且所述多个第二类计算设备对应的预设算式的和值为1；
在接收到所述分片商值后，计算所述分片商值与所述第一随机数的乘积，作为分片商值乘积，所述多个第一类计算设备各自得到的所述分片商值乘积的和值为所述待计算数据的倒数。
进一步的，所述密文计算平台包括2个第一类计算设备和2个第二类计算设备，其中，一个第二类计算设备对应的预设算式为1减去所述第二随机数，另一个第二类计算设备对应的预设算式为所述第二随机数；或者
所述密文计算平台包括3个第一类计算设备和3个第二类计算设备，其中，第一个第二类计算设备对应的预设算式为1减去2倍的所述第二随机数，其他两个第二类计算设备对应的预设算式均为所述第二随机数；或者
所述密文计算平台包括3个第一类计算设备和3个第二类计算设备，其中，第一个第二类计算设备对应的预设算式为1减去3倍的所述第二随机数，第二个第二类计算设备对应的预设算式为2倍的所述第二随机数，第三个第二类计算设备对应的预设算式为所述第二随机数。
本申请实施例还提供一种密文数据计算方法，应用于密文计算平台的多个第二类计算设备中的每个第二类计算设备，所述密文计算平台还包括多个第一类计算设备，且所述多个第一类计算设备和所述多个第二类计算设备的数量相同，待计算数据被拆分为多个数据分片，所述多个数据分片的数量与所述多个第一类计算设备的数量相同，所述多个第一类计算设备各自持有其中一个数据分片，所述方法，包括：
接收每个第一类计算设备发送的分片乘积，得到多个分片乘积，一个第一类计算设备发送的分片乘积为该第一类计算设备计算自身持有的数据分片与第一随机数的乘积得到的，每个第一类计算设备计算分片乘积使用的所述第一随机数相同；
计算得到的多个分片乘积的和值，作为分片乘积和值；
使用自身对应的预设算式除以所述分片乘积和值，得到分片商值，每个第二类计算设备对应的预设算式中包含相同的第二随机数，且所述多个第二类计算设备对应的预设算式的和值为1；
向自身对应的第一类计算设备发送所述分片商值，使得每个第一类计算设备在接收到所述分片商值后，计算所述分片商值与所述第一随机数的乘积，作为分片商值乘积，所述多个第一类计算设备各自得到的所述分片商值乘积的和值为所述待计算数据的倒数。
进一步的，所述密文计算平台包括2个第一类计算设备和2个第二类计算设备，其中，一个第二类计算设备对应的预设算式为1减去所述第二随机数，另一个第二类计算设备对应的预设算式为所述第二随机数；或者
所述密文计算平台包括3个第一类计算设备和3个第二类计算设备，其中，第一个第二类计算设备对应的预设算式为1减去2倍的所述第二随机数，其他两个第二类计算设备对应的预设算式均为所述第二随机数；或者
所述密文计算平台包括3个第一类计算设备和3个第二类计算设备，其中，第一个第二类计算设备对应的预设算式为1减去3倍的所述第二随机数，第二个第二类计算设备对应的预设算式为2倍的所述第二随机数，第三个第二类计算设备对应的预设算式为所述第二随机数。
本申请实施例还提供一种密文数据计算装置，应用于密文计算平台的多个第一类计算设备中的每个第一类计算设备，所述密文计算平台还包括多个第二类计算设备，且所述多个第一类计算设备和所述多个第二类计算设备的数量相同，待计算数据被拆分为多个数据分片，所述多个数据分片的数量与所述多个第一类计算设备的数量相同，所述多个第一类计算设备各自持有其中一个数据分片，所述装置，包括：
第一数据计算模块，用于计算自身持有的数据分片与第一随机数的乘积，作为分片乘积，每个第一类计算设备计算分片乘积使用的所述第一随机数相同；
数据发送模块，用于向所述多个第二类计算设备分别发送所述分片乘积，使得每个第二类计算设备在接收到所述多个第一类计算设备发送的分片乘积后，计算得到的多个分片乘积的和值，作为分片乘积和值，并使用自身对应的预设算式除以所述分片乘积和值，得到分片商值，并向自身对应的第一类计算设备发送所述分片商值，其中，每个第二类计算设备对应的预设算式中包含相同的第二随机数，且所述多个第二类计算设备对应的预设算式的和值为1；
第二数据计算模块，用于在接收到所述分片商值后，计算所述分片商值与所述第一随机数的乘积，作为分片商值乘积，所述多个第一类计算设备各自得到的所述分片商值乘积的和值为所述待计算数据的倒数。
进一步的，所述密文计算平台包括2个第一类计算设备和2个第二类计算设备，其中，一个第二类计算设备对应的预设算式为1减去所述第二随机数，另一个第二类计算设备对应的预设算式为所述第二随机数；或者
所述密文计算平台包括3个第一类计算设备和3个第二类计算设备，其中，第一个第二类计算设备对应的预设算式为1减去2倍的所述第二随机数，其他两个第二类计算设备对应的预设算式均为所述第二随机数；或者
所述密文计算平台包括3个第一类计算设备和3个第二类计算设备，其中，第一个第二类计算设备对应的预设算式为1减去3倍的所述第二随机数，第二个第二类计算设备对应的预设算式为2倍的所述第二随机数，第三个第二类计算设备对应的预设算式为所述第二随机数。
本申请实施例还提供一种密文数据计算装置，应用于密文计算平台的多个第二类计算设备中的每个第二类计算设备，所述密文计算平台还包括多个第一类计算设备，且所述多个第一类计算设备和所述多个第二类计算设备的数量相同，待计算数据被拆分为多个数据分片，所述多个数据分片的数量与所述多个第一类计算设备的数量相同，所述多个第一类计算设备各自持有其中一个数据分片，所述装置，包括：
数据接收模块，用于接收每个第一类计算设备发送的分片乘积，得到多个分片乘积，一个第一类计算设备发送的分片乘积为该第一类计算设备计算自身持有的数据分片与第一随机数的乘积得到的，每个第一类计算设备计算分片乘积使用的所述第一随机数相同；
第一数据计算模块，用于计算得到的多个分片乘积的和值，作为分片乘积和值；
第二数据计算模块，用于使用自身对应的预设算式除以所述分片乘积和值，得到分片商值，每个第二类计算设备对应的预设算式中包含相同的第二随机数，且所述多个第二类计算设备对应的预设算式的和值为1；
数据发送模块，用于向自身对应的第一类计算设备发送所述分片商值，使得每个第一类计算设备在接收到所述分片商值后，计算所述分片商值与所述第一随机数的乘积，作为分片商值乘积，所述多个第一类计算设备各自得到的所述分片商值乘积的和值为所述待计算数据的倒数。
进一步的，所述密文计算平台包括2个第一类计算设备和2个第二类计算设备，其中，一个第二类计算设备对应的预设算式为1减去所述第二随机数，另一个第二类计算设备对应的预设算式为所述第二随机数；或者
所述密文计算平台包括3个第一类计算设备和3个第二类计算设备，其中，第一个第二类计算设备对应的预设算式为1减去2倍的所述第二随机数，其他两个第二类计算设备对应的预设算式均为所述第二随机数；或者
所述密文计算平台包括3个第一类计算设备和3个第二类计算设备，其中，第一个第二类计算设备对应的预设算式为1减去3倍的所述第二随机数，第二个第二类计算设备对应的预设算式为2倍的所述第二随机数，第三个第二类计算设备对应的预设算式为所述第二随机数。
本申请实施例还提供一种密文计算平台，包括：多个第一类计算设备和多个第二类计算设备，所述第一类计算设备包括上述任一应用于第一类计算设备的密文数据计算装置，所述第二类计算设备包括上述任一应用于第二类计算设备的密文数据计算装置。
本申请实施例还提供一种电子设备，包括处理器和机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令，所述处理器被所述机器可执行指令促使：实现上述任一应用于第一类计算设备的密文数据计算方法，或者，实现上述任一应用于第二类计算设备的密文数据计算方法。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一应用于第一类计算设备的密文数据计算方法，或者，实现上述任一应用于第二类计算设备的密文数据计算方法。
本申请实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述任一应用于第一类计算设备的密文数据计算方法，或者，执行上述任一应用于第二类计算设备的密文数据计算方法。
本申请有益效果包括：
本申请实施例提供的方法应用于密文计算平台的数量相同的多个第一类计算设备和多个第二类计算设备，每个第一类计算设备持有待计算数据的一个数据分片，在计算该待计算数据的倒数的过程中，每个第一类计算设备计算自身持有的数据分片与第一随机数的乘积，作为分片乘积，并分别向多个第二类计算设备发送各自的分片乘积，每个第一类计算设备使用的第一随机数相同；每个第二类计算设备均得到多个分片乘积，并计算该多个分片乘积的和值，作为分片乘积和值，然后使用自身对应的预设算式除以该分片乘积和值，得到分片商值，并发送给自身对应的第一类计算设备，各预设算式中均包含相同的第二随机数，且多个第二类计算设备各自对应的预设算式的和值为1；每个第一类计算设备在接收到分片商值后，计算分片商值与第一随机数的乘积，作为分片商值乘积，按照上述计算流程，多个第一类计算设备各自得到的分片商值乘积的和值即为该待计算数据的倒数，即相当于实现了除法计算。在上述计算过程中，基于秘密分享技术对待计算数据进行了分片，且使用了第一随机数和第二随机数，从而实现了确保隐私的密文计算，并且，不需要多次迭代的计算过程，降低了计算复杂度，提高了计算效率。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本申请的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请实施例一起用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中：
图1为本申请实施例提供的应用于第一类计算设备的密文数据计算方法的流程图；
图2为本申请实施例提供的应用于第二类计算设备的密文数据计算方法的流程图；
图3为本申请实施例提供的基于密文计算平台实现的密文数据计算方法的示意图；
图4为本申请实施例提供的密文数据计算方法的流程图；
图5为本申请实施例提供的应用于第一类计算设备的密文数据计算装置的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的应用于第二类计算设备的密文数据计算装置的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了给出降低基于秘密分享技术实现除法计算的复杂度的实现方案，本申请实施例提供了一种密文数据计算方法、装置和电子设备，以下结合说明书附图对本申请的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本申请，并不用于限定本申请。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本申请实施例提供一种密文数据计算方法，应用于密文计算平台的多个第一类计算设备中的每个第一类计算设备，密文计算平台还包括多个第二类计算设备，且多个第一类计算设备和多个第二类计算设备的数量相同，待计算数据被拆分为多个数据分片，多个数据分片的数量与多个第一类计算设备的数量相同，多个第一类计算设备各自持有其中一个数据分片，如图1所示，该方法，包括：
步骤11、计算自身持有的数据分片与第一随机数的乘积，作为分片乘积，每个第一类计算设备计算分片乘积使用的第一随机数相同；
步骤12、向多个第二类计算设备分别发送分片乘积，使得每个第二类计算设备在接收到多个第一类计算设备发送的分片乘积后，计算得到的多个分片乘积的和值，作为分片乘积和值，并使用自身对应的预设算式除以分片乘积和值，得到分片商值，并向自身对应的第一类计算设备发送分片商值，其中，每个第二类计算设备对应的预设算式中包含相同的第二随机数，且多个第二类计算设备对应的预设算式的和值为1；
步骤13、在接收到分片商值后，计算分片商值与第一随机数的乘积，作为分片商值乘积，多个第一类计算设备各自得到的分片商值乘积的和值为待计算数据的倒数。
相应的，本申请实施例还提供一种密文数据计算方法，应用于密文计算平台的多个第二类计算设备中的每个第二类计算设备，密文计算平台还包括多个第一类计算设备，且多个第一类计算设备和多个第二类计算设备的数量相同，待计算数据被拆分为多个数据分片，多个数据分片的数量与多个第一类计算设备的数量相同，多个第一类计算设备各自持有其中一个数据分片，如图2所示，该方法，包括：
步骤21、接收每个第一类计算设备发送的分片乘积，得到多个分片乘积，一个第一类计算设备发送的分片乘积为该第一类计算设备计算自身持有的数据分片与第一随机数的乘积得到的，每个第一类计算设备计算分片乘积使用的第一随机数相同；
步骤22、计算得到的多个分片乘积的和值，作为分片乘积和值；
步骤23、使用自身对应的预设算式除以分片乘积和值，得到分片商值，每个第二类计算设备对应的预设算式中包含相同的第二随机数，且多个第二类计算设备对应的预设算式的和值为1；
步骤24、向自身对应的第一类计算设备发送分片商值，使得每个第一类计算设备在接收到分片商值后，计算分片商值与第一随机数的乘积，作为分片商值乘积，多个第一类计算设备各自得到的分片商值乘积的和值为待计算数据的倒数。
采用本申请实施例提供的上述密文数据计算方法，在完成上述计算流程后，多个第一类计算设备各自得到的分片商值乘积的和值即为该待计算数据的倒数，可以基于实际需要，该多个第一类计算设备将各自得到的分片商值乘积汇总到指定电子设备，由指定电子设备得到待计算数据的倒数，即相当于实现了除法计算。
并且，在上述计算过程中，基于秘密分享技术对待计算数据进行了分片，且使用了第一随机数和第二随机数，从而实现了确保隐私的密文计算，并且，不需要多次迭代的计算过程，降低了计算复杂度，提高了计算效率。
并且，不需要基于初始预估值进行多次迭代，相比现有技术，提高了计算精度。
本申请实施例中，密文计算平台包括的多个第一类计算设备和多个第二类计算设备的数量，可以根据秘密分享算法中待计算数据被拆分成的多个数据分片的数量确定，例如，在秘密分享算法的SS2-4方案中，将待计算数据拆分成2个数据分片，相应的，密文计算平台包括4个计算设备，2个第一类计算设备和2个第二类计算设备。
下面以采用秘密分享算法的SS2-4方案为例，对本申请实施例提供的密文数据计算方法进行详细描述。
如图3所示，密文计算平台包括2个第一类计算设备，分别为计算设备s1和计算设备s2，包括2个第二类计算设备，分别为计算设备sa和计算设备sb。
基于图3所示的密文计算平台，本申请实施例提供一种密文数据计算方法，如图4所示，包括如下步骤：
步骤41、计算设备s1和计算设备s2，计算自身持有的数据分片与第一随机数的乘积，作为分片乘积。
待计算数据p被拆分为2个数据分片，分别为数据分片a和数据分片b，其中，计算设备s1持有数据分片a，计算设备s2持有数据分片b，第一随机数为随机数c，计算设备s1和计算设备s2采用相同的第一随机数，可以由其中一个计算设备生成并发送给另一个计算设备。
如图3所示，计算设备s1计算数据分片a与随机数c的乘积，得到分片乘积ac，计算设备s2计算数据分片b与随机数c的乘积，得到分片乘积bc。
步骤42、计算设备s1和计算设备s2，向计算设备sa和计算设备sb分别发送各自计算得到的分片乘积。
计算设备s1向计算设备sa和计算设备sb发送分片乘积ac，计算设备s2向计算设备sa和计算设备sb发送分片乘积bc，从而使得计算设备sa和计算设备sb均持有分片乘积ac和分片乘积bc。
步骤43、计算设备sa和计算设备sb，计算得到的多个分片乘积的和值，作为分片乘积和值。
计算设备sa和计算设备sb，均计算分片乘积ac与分片乘积bc的和值，得到分片乘积和值ac+bc，为了便于对后续所描述的技术方案的理解，将分片乘积和值表示为(a+b)c。
步骤44、计算设备sa和计算设备sb，使用自身对应的预设算式除以所述分片乘积和值，得到分片商值。
本申请实施例中，计算设备sa和计算设备sb，各自均具有一个对应的预设算式，且预设算式中均包含相同的第二随机数，以及各自对应的预设算式的和值为1。
其中，第二随机数为随机数x，可以由其中一个计算设备生成，发送给另一个计算设备。
在实际应用中，计算设备sa和计算设备sb各自对应的预设算式可以基于实际需要进行灵活设置和选择，只要满足上述关于预设算式的要求即可。
例如，本申请实施例中，计算设备sa对应的预设算式为1减去第二随机数，即预设算式1-x，计算设备sb对应的预设算式为第二随机数，即预设算式x。
相应的，计算设备sa计算得到分片商值(1-x)/(a+b)c，计算设备sb计算得到分片商值x/(a+b)c。
步骤45、计算设备sa和计算设备sb，向自身对应的第一类计算设备发送分片商值。
本申请实施例中，计算设备sa与计算设备s1相对应，计算设备sb与计算设备s2相对应，相应的，计算设备sa向计算设备s1发送分片商值(1-x)/(a+b)c，计算设备sb向计算设备s2发送分片商值x/(a+b)c。
步骤46，计算设备s1和计算设备s2，计算接收到的分片商值与第一随机数的乘积，作为分片商值乘积。
计算设备s1计算分片商值(1-x)/(a+b)c与随机数c的乘积，得到分片商值乘积(1-x)/(a+b)。
计算设备s2计算分片商值x/(a+b)c与随机数c的乘积，得到分片商值乘积x/(a+b)。
从上述结果中可知，计算设备s1和计算设备s2各自计算得到的分片商值乘积的和值为1/(a+b)，即得到了待计算数据p的倒数，相当于实现了针对待计算数据p的除法计算。
并且，在上述图4所示的计算过程中，密文计算平台中的任意一个计算设备均无法还原真是数据，实现了隐私计算。
按照上述图4所示的计算流程，举例描述如下：
假设密文的待计算数据p为4，进行分片为4=1+3，即得到数据分片a=1和数据分片b=3，随机数c=56，随机数x=7，计算过程如下：
计算设备s1计算ac=56，计算设备s2计算bc=168；
计算设备sa计算（a+b）c=224，计算设备sb计算（a+b）c=224；
计算设备sa计算(1-x)/(a+b)c=-6/224，计算设备sb计算x/(a+b)c=7/224；
计算设备s1计算(1-x)/(a+b)c乘以c，得到(1-x)/(a+b)=-6/4，计算设备sb计算x/(a+b)c乘以c，得到x/(a+b)=7/4，可以验证-6/4+7/4=1/4，即待计算数据p=4的倒数，实现密文数据的除法计算。
本申请实施例中，密文计算平台采用的秘密分享算法中对待计算数据进行分片的数量，也可以是3个，相应的，密文计算平台包括3个第一类计算设备和3个第二类计算设备；
针对每个第二类计算设备对应的预设算式，其中一种可能的实现方式可以是，第一个第二类计算设备对应的预设算式为1减去2倍的第二随机数，其他两个第二类计算设备对应的预设算式均为第二随机数；
还可以采用的一种实现方式可以是，第一个第二类计算设备对应的预设算式为1减去3倍的第二随机数，第二个第二类计算设备对应的预设算式为2倍的第二随机数，第三个第二类计算设备对应的预设算式为第二随机数。
基于同一发明构思，根据本申请上述实施例提供的应用于第一类计算设备的密文数据计算方法，相应地，本申请另一实施例还提供了一种密文数据计算装置，应用于密文计算平台的多个第一类计算设备中的每个第一类计算设备，所述密文计算平台还包括多个第二类计算设备，且所述多个第一类计算设备和所述多个第二类计算设备的数量相同，待计算数据被拆分为多个数据分片，所述多个数据分片的数量与所述多个第一类计算设备的数量相同，所述多个第一类计算设备各自持有其中一个数据分片，其结构示意图如图5所示，具体包括：
第一数据计算模块51，用于计算自身持有的数据分片与第一随机数的乘积，作为分片乘积，每个第一类计算设备计算分片乘积使用的所述第一随机数相同；
数据发送模块52，用于向所述多个第二类计算设备分别发送所述分片乘积，使得每个第二类计算设备在接收到所述多个第一类计算设备发送的分片乘积后，计算得到的多个分片乘积的和值，作为分片乘积和值，并使用自身对应的预设算式除以所述分片乘积和值，得到分片商值，并向自身对应的第一类计算设备发送所述分片商值，其中，每个第二类计算设备对应的预设算式中包含相同的第二随机数，且所述多个第二类计算设备对应的预设算式的和值为1；
第二数据计算模块53，用于在接收到所述分片商值后，计算所述分片商值与所述第一随机数的乘积，作为分片商值乘积，所述多个第一类计算设备各自得到的所述分片商值乘积的和值为所述待计算数据的倒数。
进一步的，所述密文计算平台包括2个第一类计算设备和2个第二类计算设备，其中，一个第二类计算设备对应的预设算式为1减去所述第二随机数，另一个第二类计算设备对应的预设算式为所述第二随机数；或者
所述密文计算平台包括3个第一类计算设备和3个第二类计算设备，其中，第一个第二类计算设备对应的预设算式为1减去2倍的所述第二随机数，其他两个第二类计算设备对应的预设算式均为所述第二随机数；或者
所述密文计算平台包括3个第一类计算设备和3个第二类计算设备，其中，第一个第二类计算设备对应的预设算式为1减去3倍的所述第二随机数，第二个第二类计算设备对应的预设算式为2倍的所述第二随机数，第三个第二类计算设备对应的预设算式为所述第二随机数。
基于同一发明构思，根据本申请上述实施例提供的应用于第二类计算设备的密文数据计算方法，相应地，本申请另一实施例还提供了一种密文数据计算装置，应用于密文计算平台的多个第二类计算设备中的每个第二类计算设备，所述密文计算平台还包括多个第一类计算设备，且所述多个第一类计算设备和所述多个第二类计算设备的数量相同，待计算数据被拆分为多个数据分片，所述多个数据分片的数量与所述多个第一类计算设备的数量相同，所述多个第一类计算设备各自持有其中一个数据分片，其结构示意图如图6所示，包括：
数据接收模块61，用于接收每个第一类计算设备发送的分片乘积，得到多个分片乘积，一个第一类计算设备发送的分片乘积为该第一类计算设备计算自身持有的数据分片与第一随机数的乘积得到的，每个第一类计算设备计算分片乘积使用的所述第一随机数相同；
第一数据计算模块62，用于计算得到的多个分片乘积的和值，作为分片乘积和值；
第二数据计算模块63，用于使用自身对应的预设算式除以所述分片乘积和值，得到分片商值，每个第二类计算设备对应的预设算式中包含相同的第二随机数，且所述多个第二类计算设备对应的预设算式的和值为1；
数据发送模块64，用于向自身对应的第一类计算设备发送所述分片商值，使得每个第一类计算设备在接收到所述分片商值后，计算所述分片商值与所述第一随机数的乘积，作为分片商值乘积，所述多个第一类计算设备各自得到的所述分片商值乘积的和值为所述待计算数据的倒数。
进一步的，所述密文计算平台包括2个第一类计算设备和2个第二类计算设备，其中，一个第二类计算设备对应的预设算式为1减去所述第二随机数，另一个第二类计算设备对应的预设算式为所述第二随机数；或者
所述密文计算平台包括3个第一类计算设备和3个第二类计算设备，其中，第一个第二类计算设备对应的预设算式为1减去2倍的所述第二随机数，其他两个第二类计算设备对应的预设算式均为所述第二随机数；或者
所述密文计算平台包括3个第一类计算设备和3个第二类计算设备，其中，第一个第二类计算设备对应的预设算式为1减去3倍的所述第二随机数，第二个第二类计算设备对应的预设算式为2倍的所述第二随机数，第三个第二类计算设备对应的预设算式为所述第二随机数。
上述各模块的功能可对应于图1至图4所示流程中的相应处理步骤，在此不再赘述。
本申请的实施例所提供的密文数据计算装置可通过计算机程序实现。本领域技术人员应该能够理解，上述的模块划分方式仅是众多模块划分方式中的一种，如果划分为其他模块或不划分模块，只要密文数据计算装置具有上述功能，都应该在本申请的保护范围之内。
本申请实施例还提供一种密文计算平台，包括：多个第一类计算设备和多个第二类计算设备，所述第一类计算设备包括上述任一应用于第一类计算设备的密文数据计算装置，所述第二类计算设备包括上述任一应用于第二类计算设备的密文数据计算装置。
本申请实施例还提供一种电子设备，如图7所示，包括处理器71和机器可读存储介质72，所述机器可读存储介质72存储有能够被所述处理器71执行的机器可执行指令，所述处理器71被所述机器可执行指令促使：实现上述任一应用于第一类计算设备的密文数据计算方法，或者，实现上述任一应用于第二类计算设备的密文数据计算方法。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一应用于第一类计算设备的密文数据计算方法，或者，实现上述任一应用于第二类计算设备的密文数据计算方法。
本申请实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述任一应用于第一类计算设备的密文数据计算方法，或者，执行上述任一应用于第二类计算设备的密文数据计算方法。
上述电子设备中的机器可读存储介质可以包括随机存取存储器（Random AccessMemory，RAM），也可以包括非易失性存储器（Non-Volatile Memory，NVM），例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器（Central Processing Unit，CPU）、网络处理器（Network Processor，NP）等；还可以是数字信号处理器（Digital SignalProcessing，DSP）、专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）、现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array，FPGA）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置、电子设备、计算机可读存储介质，计算机程序产品实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，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。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种密文数据计算方法，其特征在于，应用于密文计算平台的多个第一类计算设备中的每个第一类计算设备，所述密文计算平台还包括多个第二类计算设备，且所述多个第一类计算设备和所述多个第二类计算设备的数量相同，待计算数据被拆分为多个数据分片，所述多个数据分片的数量与所述多个第一类计算设备的数量相同，所述多个第一类计算设备各自持有其中一个数据分片，所述方法，包括：
计算自身持有的数据分片与第一随机数的乘积，作为分片乘积，每个第一类计算设备计算分片乘积使用的所述第一随机数相同；
向所述多个第二类计算设备分别发送所述分片乘积，使得每个第二类计算设备在接收到所述多个第一类计算设备发送的分片乘积后，计算得到的多个分片乘积的和值，作为分片乘积和值，并使用自身对应的预设算式除以所述分片乘积和值，得到分片商值，并向自身对应的第一类计算设备发送所述分片商值，其中，每个第二类计算设备对应的预设算式中包含相同的第二随机数，且所述多个第二类计算设备对应的预设算式的和值为1；
在接收到所述分片商值后，计算所述分片商值与所述第一随机数的乘积，作为分片商值乘积，所述多个第一类计算设备各自得到的所述分片商值乘积的和值为所述待计算数据的倒数。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述密文计算平台包括2个第一类计算设备和2个第二类计算设备，其中，一个第二类计算设备对应的预设算式为1减去所述第二随机数，另一个第二类计算设备对应的预设算式为所述第二随机数；或者
所述密文计算平台包括3个第一类计算设备和3个第二类计算设备，其中，第一个第二类计算设备对应的预设算式为1减去2倍的所述第二随机数，其他两个第二类计算设备对应的预设算式均为所述第二随机数；或者
所述密文计算平台包括3个第一类计算设备和3个第二类计算设备，其中，第一个第二类计算设备对应的预设算式为1减去3倍的所述第二随机数，第二个第二类计算设备对应的预设算式为2倍的所述第二随机数，第三个第二类计算设备对应的预设算式为所述第二随机数。
3.一种密文数据计算方法，其特征在于，应用于密文计算平台的多个第二类计算设备中的每个第二类计算设备，所述密文计算平台还包括多个第一类计算设备，且所述多个第一类计算设备和所述多个第二类计算设备的数量相同，待计算数据被拆分为多个数据分片，所述多个数据分片的数量与所述多个第一类计算设备的数量相同，所述多个第一类计算设备各自持有其中一个数据分片，所述方法，包括：
接收每个第一类计算设备发送的分片乘积，得到多个分片乘积，一个第一类计算设备发送的分片乘积为该第一类计算设备计算自身持有的数据分片与第一随机数的乘积得到的，每个第一类计算设备计算分片乘积使用的所述第一随机数相同；
计算得到的多个分片乘积的和值，作为分片乘积和值；
使用自身对应的预设算式除以所述分片乘积和值，得到分片商值，每个第二类计算设备对应的预设算式中包含相同的第二随机数，且所述多个第二类计算设备对应的预设算式的和值为1；
向自身对应的第一类计算设备发送所述分片商值，使得每个第一类计算设备在接收到所述分片商值后，计算所述分片商值与所述第一随机数的乘积，作为分片商值乘积，所述多个第一类计算设备各自得到的所述分片商值乘积的和值为所述待计算数据的倒数。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述密文计算平台包括2个第一类计算设备和2个第二类计算设备，其中，一个第二类计算设备对应的预设算式为1减去所述第二随机数，另一个第二类计算设备对应的预设算式为所述第二随机数；或者
所述密文计算平台包括3个第一类计算设备和3个第二类计算设备，其中，第一个第二类计算设备对应的预设算式为1减去2倍的所述第二随机数，其他两个第二类计算设备对应的预设算式均为所述第二随机数；或者
所述密文计算平台包括3个第一类计算设备和3个第二类计算设备，其中，第一个第二类计算设备对应的预设算式为1减去3倍的所述第二随机数，第二个第二类计算设备对应的预设算式为2倍的所述第二随机数，第三个第二类计算设备对应的预设算式为所述第二随机数。
5.一种密文数据计算装置，其特征在于，应用于密文计算平台的多个第一类计算设备中的每个第一类计算设备，所述密文计算平台还包括多个第二类计算设备，且所述多个第一类计算设备和所述多个第二类计算设备的数量相同，待计算数据被拆分为多个数据分片，所述多个数据分片的数量与所述多个第一类计算设备的数量相同，所述多个第一类计算设备各自持有其中一个数据分片，所述装置，包括：
第一数据计算模块，用于计算自身持有的数据分片与第一随机数的乘积，作为分片乘积，每个第一类计算设备计算分片乘积使用的所述第一随机数相同；
数据发送模块，用于向所述多个第二类计算设备分别发送所述分片乘积，使得每个第二类计算设备在接收到所述多个第一类计算设备发送的分片乘积后，计算得到的多个分片乘积的和值，作为分片乘积和值，并使用自身对应的预设算式除以所述分片乘积和值，得到分片商值，并向自身对应的第一类计算设备发送所述分片商值，其中，每个第二类计算设备对应的预设算式中包含相同的第二随机数，且所述多个第二类计算设备对应的预设算式的和值为1；
第二数据计算模块，用于在接收到所述分片商值后，计算所述分片商值与所述第一随机数的乘积，作为分片商值乘积，所述多个第一类计算设备各自得到的所述分片商值乘积的和值为所述待计算数据的倒数。
6.一种密文数据计算装置，其特征在于，应用于密文计算平台的多个第二类计算设备中的每个第二类计算设备，所述密文计算平台还包括多个第一类计算设备，且所述多个第一类计算设备和所述多个第二类计算设备的数量相同，待计算数据被拆分为多个数据分片，所述多个数据分片的数量与所述多个第一类计算设备的数量相同，所述多个第一类计算设备各自持有其中一个数据分片，所述装置，包括：
数据接收模块，用于接收每个第一类计算设备发送的分片乘积，得到多个分片乘积，一个第一类计算设备发送的分片乘积为该第一类计算设备计算自身持有的数据分片与第一随机数的乘积得到的，每个第一类计算设备计算分片乘积使用的所述第一随机数相同；
第一数据计算模块，用于计算得到的多个分片乘积的和值，作为分片乘积和值；
第二数据计算模块，用于使用自身对应的预设算式除以所述分片乘积和值，得到分片商值，每个第二类计算设备对应的预设算式中包含相同的第二随机数，且所述多个第二类计算设备对应的预设算式的和值为1；
数据发送模块，用于向自身对应的第一类计算设备发送所述分片商值，使得每个第一类计算设备在接收到所述分片商值后，计算所述分片商值与所述第一随机数的乘积，作为分片商值乘积，所述多个第一类计算设备各自得到的所述分片商值乘积的和值为所述待计算数据的倒数。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述密文计算平台包括2个第一类计算设备和2个第二类计算设备，其中，一个第二类计算设备对应的预设算式为1减去所述第二随机数，另一个第二类计算设备对应的预设算式为所述第二随机数；或者
所述密文计算平台包括3个第一类计算设备和3个第二类计算设备，其中，第一个第二类计算设备对应的预设算式为1减去2倍的所述第二随机数，其他两个第二类计算设备对应的预设算式均为所述第二随机数；或者
所述密文计算平台包括3个第一类计算设备和3个第二类计算设备，其中，第一个第二类计算设备对应的预设算式为1减去3倍的所述第二随机数，第二个第二类计算设备对应的预设算式为2倍的所述第二随机数，第三个第二类计算设备对应的预设算式为所述第二随机数。
8.一种密文计算平台，其特征在于，包括：多个第一类计算设备和多个第二类计算设备，所述第一类计算设备包括如权利要求5所述的装置，所述第二类计算设备包括如权利要求6或7所述的装置。
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令，所述处理器被所述机器可执行指令促使：实现权利要求1-2任一所述的方法，或者，实现权利要求3-4任一所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-2任一所述的方法，或者，实现权利要求3-4任一所述的方法。
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