[发明专利]一种具有隐私保护属性的分布式随机森林评估系统与方法

权利要求书

1.一种具有隐私保护属性的分布式随机森林评估方法，采用具有隐私保护属性的分布式随机森林评估系统；

其特征在于：所述系统由用户和随机森林评估平台组成；随机森林评估平台采用去中心化的分布式结构，由t台评估服务器组成，每台评估服务器持有同类的决策树模型，这些决策树模型共同构成了随机森林评估模型；用户提交评估数据给随机森林评估平台进行评估，并指定获得评估结果的目标用户；随机森林评估平台在不泄漏评估数据和决策树模型的情况下对用户提交的数据进行评估，生成只有目标用户能够解密的评估结果；

所述方法包括以下步骤：

步骤1：系统初始化；

步骤1.1：根据随机森林评估平台确定的安全参数，所有评估服务器协作生成公共参数；

步骤1.2：每个评估服务器根据公共参数选择它的私钥，并将该私钥在所有服务器间进行(k,t)门限秘密分享；每个评估服务器根据它获得的各评估服务器私钥的秘密份额信息计算关于主私钥的秘密份额；此外，所有评估服务器协作生成主公钥，并公布平台参数；其中，(k,t)门限秘密分享表示将一个秘密分成t份，当聚集齐不少于门限值k数量的份额就能恢复出原始秘密，2≤k≤t；t表示评估服务器数量，k为预设值；

步骤1.3：系统中的用户根据平台参数生成自己的公私钥对；

步骤2：用户信息发送；

步骤2.1：用户利用主公钥和同态加密算法对待评估数据进行加密生成密文；

步骤2.2：用户选定可解密评估结果的目标用户，把密文和目标用户的公钥发送至随机森林评估平台；

步骤3：随机森林数据评估；

步骤3.1：随机森林评估平台中任一评估服务器收到用户发来的信息后，将其存储后转发至平台内剩余评估服务器；

步骤3.2：每台评估服务器将决策树节点值加密与用户发来的密文进行同态运算，并在余下不少于k-1台评估服务器的帮助下计算决策树多项式，得到决策树的评估结果；

步骤3.3：每台评估服务器使用步骤3.2获得的结果，在余下不少于k-1台评估服务器的参与下，将使用主公钥加密的评估结果重加密为目标用户可解密的评估结果；

步骤4：评估结果解密；

目标用户利用自己的私钥对所有加密的评估结果解密得到随机森林评估平台对用户数据的评估结果。

2.根据权利要求1所述的具有隐私保护属性的分布式随机森林评估方法，其特征在于：步骤1.1中，根据随机森林评估平台确定的预设安全参数，ES_i协作生成公共参数(N，g)，满足N＝pq，|p|和|q|的大小和安全参数保持一致，p＝2p′+1、q＝2q′+1，其中p，p′，q，q′都是素数；g是的一个生成元，为在{0，1，...，N²-1}中与N²互素的元素集合；|p|表示p的二进制比特位长度；ES_i均无法获得p，p′，q，q′的值；其中，ES_i表示第i台评估服务器，i＝1，2，...，t。

3.根据权利要求2所述的具有隐私保护属性的分布式随机森林评估方法，其特征在于，步骤1.2的具体实现包括以下子步骤：

步骤1.2.1：设主私钥为其中，sk_i是ES_i随机选择的不同的随机数，且

步骤1.2.2：ES_i使用Shamir秘密分享算法按照随机森林评估平台确定的门限k将自己选取的sk_i的份额分享给所有评估服务器；收到其他评估服务器发来的份额后，ES_i持有(sk_1i，sk_2i，...，sk_ti)；ES_i计算得到主私钥的分享份额；其中，sk_1i表示ES_i持有的sk₁的秘密分享份额；

步骤1.2.3：ES_i共同计算主公钥

步骤1.2.4：随机森林评估平台公布平台参数(N，g，PK)。