[发明专利]用于加密消息的方法和加密节点

说明书

一种用于根据所选择的加密方案提供消息m的加密的方法和加密节点(300)。事先由加密节点(300)根据随机数和所选择的加密方案的预定义的整数参数来预先计算(3:1)k个噪声因子的集合。保存(300a)该k个噪声因子，以便用于在客户端(302)稍后请求(3:2)时加密消息m。然后从预先计算的k个噪声因子的集合中选择(3:3)l个噪声因子的子集，并在通过计算密文c来加密(3:5)消息m时用作加密方案的输入，密文c作为加密消息被传送(3:6)到例如客户端(302)。因此，在接收到加密请求之后需要花费更少的时间来计算必要的噪声因子，并且因此可以实现要加密的消息的更高的吞吐量。特别地，该解决方案可以用于增加消息流的吞吐量。

技术领域

本公开总体上涉及用于提供消息的加密的方法和加密节点。

背景技术

在数据处理和分析领域，不同的公司、企业、组织和机构等客户需要硬件和软件资源以执行各种数据处理操作，例如，当分析与用户有关的各种记录的信息以从中提取知识和统计数据时便是如此。这种数据分析中涉及的处理可能相当复杂且计算量大，需要相当大的容量来执行数据处理。

传统上，客户自己可能拥有并维护他们所需的用于数据处理的所有资源，但这可能是相当昂贵和耗时的。例如，通常首先需要相当多的知识和技能来找出需要什么类型的资源，然后获取和安装这些资源。因此，客户通常需要雇用熟练的员工和/或聘请顾问来实现资源的有效部署。而且，随着计算机和软件领域中的技术的迅速发展和进步，购买或租用的资源往往很快就过时，必须经常用功能更好的新资源来取代，这当然也是昂贵和耗时的。

另一个问题是客户可能在非常有限的时间内需要大量的资源来进行一年一次或几次的例如与经济、统计或存货清单有关的某个大型计算操作，而在剩余时间内使用的资源很少。因此，客户必须对资源进行足够的投资以应对这种高峰使用，并且当需求和运营随时间而变化时进行应对。

近年来，客户可以租借并利用例如位于大型数据中心的资源进行数据处理，这些数据中心包括大量的处理器、计算机和数据存储设备，通常被称为云计算或简称为“云”，因此可以被许多客户共享。实际上，从这样的数据中心可以获得所有需要的资源，客户不必自己投资，而是可以将处理和分析外包给云中的资源或类似的资源。

有时候，要处理的数据可能包含对暴露程度敏感的元素或者在隐私和/或完整性方面敏感的元素，这意味着希望保护数据不被暴露给任何未授权方。因此，将未受保护的数据发送到隐私和完整性可能受到危害的任何环境(如云中的共享资源)可能被认为是不安全的。在这种情况下，可以认为云或类似的共享环境被认为是不可信的。解决这个问题的方法是在将数据发送到云或类似的共享环境之前加密数据。然而，今天的许多常见的加密方法具有这样的缺点，即在能够对加密的数据进行任何计算或分析之前，加密的数据必须被解密。通过使用所谓的同态加密方法，实际上可以对加密的数据进行某些计算而不必首先解密数据。

可以通过使用所谓的全同态加密(FHE)方案来实现这种加密，尽管目前已知的FHE方案相对复杂且执行时相当慢。因此，在实践中，实现在复杂性和时间方面具有更好性能的部分同态加密(PHE)方案有时会更具吸引力。

加法是在许多用例中需要的一些基本的计算操作之一。所谓的Paillier密码系统在本领域是已知的，并且它是一个加法的PHE方案，可以用于对加密的数据执行加法操作，而不用解密数据。在本公开中，术语“消息”将被用于表示在进一步处理和分析之前要被加密的一组数据。因此在这个上下文中的消息包括可以用于加法计算的数值。

更详细地说，Paillier的PHE方案满足以下属性，

Enc(m₁+m₂)＝Enc(m₁)·Enc(m₂)