用于多密钥同态加密的方法和设备

一个或多个实施例涉及多密钥同态加密。更具体地，一个或多个实施例涉及一种通过重新使用多密钥同态加密中的误差来生成乘法密钥(multiplication key)的方法。

背景技术：

1、最近，已经开发了隐私保护机器学习方法，其中，可以通过在用户数据被加密的状态下执行运算操作来接收用户期望的操作结果。

2、隐私保护机器学习的示例是多密钥同态加密。在多密钥同态加密中，具有数据的每个用户生成他或她自己的秘密密钥，因此难以访问其他用户的数据。在应用多密钥同态加密方法的系统中，服务器拥有每个用户的公钥和乘法密钥，并通过使用这些密钥来执行密文操作。然而，当用户数量增加时，服务器必须拥有的公钥和乘法密钥的数量根据用户数量线性增加，需要长时间进行密文操作，并且还消耗大量的运算资源，诸如存储器。

技术实现思路

1、一个或多个实施例包括一种用于通过在rerlwe环境中生成乘法密钥时使用基于环上带误差学习(rlwe，ring learning with error)生成的公钥的误差值来减少多密钥同态加密中乘法密钥的运算操作的方法。rerlwe环境是指修改的rlwe环境。

2、另外的方面将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中显而易见，或者可以通过实践本公开的所呈现的实施例来学习。

3、根据一个或多个实施例，一种用于执行多密钥同态加密的设备包括公钥生成器和乘法密钥生成器，公钥生成器被配置为通过使用针对每个客户端的秘密密钥来生成公钥，乘法密钥生成器被配置为通过重新使用在生成公钥时使用的公钥保护误差来生成乘法密钥。

4、用于执行多密钥同态加密的设备可以通过使用修改的rlwe样本来生成乘法密钥，并且修改的rlwe样本以(a，-as+x，ax+e)的形式定义，其中，a表示从rq上的均匀分布中选择的元素，s表示秘密密钥分布，并且x和e表示误差分布。

5、在用于执行多密钥同态加密的设备中，公钥可以以pki＝(a，bi＝-a·si+xi)的形式定义，其中，a表示从rq上的均匀分布中选择的元素，si表示秘密密钥，并且xi表示公钥保护误差。

6、在用于执行多密钥同态加密的设备中，公钥可以是mki＝a·xi+ei+p·si，其中，a表示从rq上的均匀分布中选择的元素，si表示秘密密钥，并且xi表示公钥保护误差，并且ei表示乘法密钥保护误差。

7、在用于执行多密钥同态加密的设备中，当客户端之间的先前通信可能时，可以针对所有乘法密钥生成共同乘法密钥mki＝a·xi+ei+p·si。

8、根据一个或多个实施例，一种用于执行多密钥同态加密的设备包括：秘密密钥生成器，被配置为生成秘密密钥；公钥保护误差选择器，被配置为从误差分布中选择公钥保护误差；公钥生成器，被配置为通过使用秘密密钥和公钥保护误差生成公钥；乘法密钥保护误差选择器，被配置为从误差分布中选择乘法密钥保护误差；以及乘法密钥生成器，被配置为通过使用秘密密钥、公钥保护误差和乘法密钥保护误差来生成乘法密钥。

9、根据一个或多个实施例，一种执行多密钥同态加密的方法包括：由公钥生成器通过使用针对每个客户端的秘密密钥来生成公钥，以及由乘法密钥生成器通过重新使用在生成公钥时使用的公钥保护误差来生成乘法密钥。

技术特征：

1.一种用于执行多密钥同态加密的设备，所述设备包括：

2.如权利要求1所述的设备，其中，所述乘法密钥使用修改的环上带误差学习(rlwe)样本来生成，并且修改的rlwe样本以(a，-as+x，ax+e)的形式定义，

3.如权利要求1所述的设备，其中，所述公钥以pki＝(a，bi＝-a·si+xi)的形式定义，其中，a表示从rq上的均匀分布中选择的元素，si表示秘密密钥，并且xi表示公钥保护误差。

4.如权利要求1所述的设备，其中，所述公钥是mki＝a·xi+ei+p·si，其中，a表示从rq上的均匀分布中选择的元素，si表示秘密密钥，并且xi表示公钥保护误差，并且ei表示乘法密钥保护误差。

5.如权利要求4所述的设备，其中，当客户端之间的先前通信可能时，针对所有乘法密钥生成共同乘法密钥mki＝α·xi+ei+p·si。

6.一种用于执行多密钥同态加密的设备，所述设备包括：

7.如权利要求6所述的设备，其中，所述秘密密钥使用修改的环上带误差学习(rlwe)样本来生成，并且修改的rlwe样本以(a，-as+x，ax+e)的形式定义并生成乘法密钥，

8.一种执行多密钥同态加密的方法，所述方法包括：

9.如权利要求8所述的方法，其中，所述乘法密钥使用修改的环上带误差学习(rlwe)样本来生成，并且修改的rlwe样本以(a，-as+x，ax+e)的形式定义，

10.如权利要求8所述的方法，其中，所述公钥以pki＝(a，bi＝-α·si+xi)的形式定义，a表示从rq上的均匀分布中选择的元素，si表示秘密密钥，并且xi表示公钥保护误差。

11.如权利要求8所述的方法，其中，所述公钥是mki＝α·xi+ei+p·si，并且，a表示从rq上的均匀分布中选择的元素，si表示秘密密钥，并且xi表示公钥保护误差，并且ei表示乘法密钥保护误差。

12.如权利要求11所述的方法，其中，当客户端之间的先前通信可能时，针对所有乘法密钥生成共同乘法密钥mki＝α·xi+ei+p·si。

13.一种计算机可读记录介质，其上记录有用于执行如权利要求8所述的方法的程序。

技术总结
一种用于执行多密钥同态加密的设备，包括：公钥生成器，被配置为通过使用针对每个客户端的秘密密钥来生成公钥；以及乘法密钥生成器，被配置为通过重新使用在生成公钥时使用的公钥保护误差来生成乘法密钥。通过重新使用公钥保护误差来减小乘法密钥的尺寸，可以减少操作时间和存储器。

技术研发人员：卢宗善,金荣植,具滋贤,李俊雨
受保护的技术使用者：首尔大学校产学协力团
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14