[发明专利]一种基于区块链的安全两方向量优势比较方法

说明书

本发明属于密码学与信息安全领域，更具体地，涉及一种基于区块链的安全两方向量优势比较方法。方法采用了区块链加云外包计算作为基础框架，利用区块链作为驱动工具，代替可信任第三方来管理和监督整个计算过程，确保向量比较正常运行。利用云外包计算，将繁重的计算任务从用户转移到拥有足够计算力的外包服务器，减轻了用户的负担，充分利用了额外的计算资源。将云外包计算和区块链结合起来，提供可靠的奖励惩罚机制，减轻用户计算开销的同时，大大增加了恶意服务器的攻击成本，从而使得原本在实际运行中受限严重的半诚实模型协议有了保障。

技术领域

本发明属于密码学与信息安全领域，更具体地，涉及一种基于区块链的安全两方向量优势比较方法。

背景技术

随着信息技术的飞速发展，互联网在人们的日常生活中变得越来越重要。近年来，互联网应用和服务如雨后春笋般涌现。尽管这些互联网应用给人们的生活带来了巨大的便利，但同时许多应用也在这个过程中收集了大量的用户数据，因此这也引起了人们对隐私信息泄露的关注。作为一种有效保护隐私的技术，多方安全计算是研究人员重点关注的方向之一，它关注如何在分布式场景中，利用参与者的私有信息来完成相关计算任务。两方向量优势比较是多方安全计算的一个子课题，是单个数字比较的一个扩展，同时也增加了新的限制条件。假定Alice 和Bob分别持有私人的向量A和向量B，它要求Alice和Bob能进行比较，查看是否存在某一个向量中的所有元素都大于另外一个向量对应元素的情况，并且在这个过程中既不能向对方暴露向量里面的元素信息，也不能暴露对应元素的大小关系。两方向量优势比较作为多方安全计算的一个子课题，使用了大量的以密码学知识为基础的技术，属于密码学与信息安全领域。

2001年，Atallah等首次提出了两方向量优势比较的定义，并给出了一种利用置换和混淆输入的方法完成比较。通过混淆输入和置换，Atallah将A与B两个n维向量扩展成为4n维向量A′与向量B′，然后利用A′与B′对元素进行逐个比较。2006年，Ibrahim提出了新的算法，算法第一步利用对应位置的元素计算是否存在向量优势，在确定存在向量优势后，第二步两方分别计算各自向量的元素的总和，然后以总和进行比较判断谁的向量是优势。2008年，Jin等提出了以按位比较为基础的方法来解决向量优势问题。首先Alice将加密密钥和加密后的向量比特发送给Bob，Bob收到Alice的数据后在加密的环境下计算对应元素对应比特的差值，并将差值累计起来。Bob将累计的结果经过混淆后发送给Alice，Alice解密后由差值判断向量之间是否存在优势比较。

上述的方法虽然能够解决两方向量比较问题，但是他们都只适用于半诚实模型，即参与者都必须诚实地执行每个步骤，无法对恶意行为进行抵抗。同时， Atallah提出的方法使用了可信任的第三方，在实际使用中缺乏可行性。Ibrahim 的方法缺少针对向量节点相等的情况，在不进行预处理的前提下，可能会造成用户隐私泄露。同时，以上方法用户要做大量的计算和通信操作，给用户带来更多的开销。

发明内容

本发明为克服上述现有技术中的缺陷，提供一种基于区块链的安全两方向量优势比较方法，利用云外包计算，将繁重的计算任务从用户转移到拥有足够计算力的外包服务器，减轻了用户的负担，充分利用了额外的计算资源。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于区块链的安全两方向量优势比较方法，包括以下步骤：

S1.假定Alice持有向量A＝[a₁ … a_n]，Bob持有向量B＝[b₁ … b_n]，每个元素都表示为K比特的整数；