(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211473530.9 (22)申请日 2022.11.23 (71)申请人 苏州浪潮智能科技有限公司 地址 215000 江苏省苏州市吴中经济开发 区郭巷街道官浦路1号9幢 (72)发明人 王小伟　张旭　吴睿振　孙华锦　 王凛　 (74)专利代理 机构 北京连和连知识产权代理有 限公司 1 1278 专利代理师 马鹏林　陈黎明 (51)Int.Cl. G06F 21/62(2013.01) G06F 21/60(2013.01) H04L 9/08(2006.01) H04L 9/40(2022.01) (54)发明名称 一种隐私保护的PCA方法及系统 (57)摘要 本发明涉及信息技术领域， 具体涉及一种隐 私保护的PCA方法及系统。 该方法包括： 每个客户 端将本地数据点的和、 数据点的最大、 最小值以 及数据点个数信息进行拆分， 并分别发送给服务 器 ； 服务器 计算得到总体协方差矩阵 的秘密共享值， 并由其中服务器 在计算结果上 添加噪声， 服务器 将添加噪声后的结果发送给 服务器 ， 服务器 上得到添加噪声后的总体协 方差矩阵； 服务器 在含有噪声的协方差矩阵上 进行奇异值 分解， 获取绝对值最大的 个特征值 对应的特征向量； 将特征向量发送给客户端， 由 客户端对本地数据进行降维。 本发 明在联邦学习 中对数据进行降维， 能够有效地提升联邦学习的 训练速度。 权利要求书4页 说明书15页 附图2页 CN 115510502 A 2022.12.23 CN 115510502 A 1.一种隐私保护的PCA方法， 其特 征在于， 该 方法包括： 每个客户端将本地数据点的和、 数据点的最大、 最小值以及数据点个数信息进行拆分， 并分别发送给服 务器 ； 服务器 根据获取的本地数据点的和、 数据点的最大、 最小值以及数据点个数信 息， 获得总体数据点的个数、 均值； 综合服务器 得到总体数据点的个数、 均值， 以及结 合OT技术求出总体数据点的极差， 客户端利用均值和极差对数据点进行归一 化； 客户端使用归一化后的数据求出本地的协方差矩阵， 并结合加性秘密共享将其拆分为 两份， 分别发送给服 务器 ； 服务器 计算得到总体协方差矩阵的秘密共享值， 并由其中服务器 在计算结果 上添加噪声， 服务器 将添加噪声后的结果发送给服务器 ， 服务器 上得到添加噪声后的 总体协方差矩阵； 服务器 在含有噪声的总体协方差矩阵上进行奇异值分解， 获取绝对值最大的 个特 征值对应的特 征向量； 服务器 将特征向量发送给客户端， 由客户端对本地数据进行降维。 2.如权利要求1所述的隐私保护的PCA方法， 其特征在于， 所述服务器 之间相互不 串通。 3.如权利要求2所述的隐私保护的PCA方法， 其特征在于， 每个客户端的数据个数分别 为 ； 记 ； 设第 个客户端的数据为 ， 其中 T表示转置矩阵， 所有数据的维数都是 。 4.如权利要求1所述的隐私保护的PCA方法， 其特征在于， 每个客户端将本地数据点的 和、 数据点的最大、 最小值以及数据点个数信息进行拆分， 并分别发送给服务器 ； 之前 还包括： 通过DH协议， 服务器 分别与每个客户端进行密钥交换， 建立数据传递所使用的密 钥； 设服务器 与第 个客户端之间的密钥为 ， 服务器 与第 个客户端之间的密钥为 。 5.如权利要求3所述的隐私保护的PCA方法， 其特征在于， 所述服务器 根据获取的 本地数据点的和、 数据点的最大、 最小值以及数据点个数信息， 获得总体数据点的个数、 均 值； 综合服务器 得到总体数据点的个数、 均值， 以及结合OT技术求出总体数据点的极 差， 客户端利用均值和极差对数据点进行归一 化， 包括以下步骤：权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115510502 A 2每个客户端求出本地数据点 的和 、 数据点的最大 、 最小值 以及数据 个数 ， 根据加性秘密共享将其都拆分为两部分， 将两部分 分别使用密钥加密， 然后分别发送给服 务器 ； 服务器 均对客户端发送的加密数据进行解密， 然后对解密后数据点和、 数据点个 数的秘密值 求和， 得到所有数据点和、 数据点个数的秘密共享 值； 服务器 将计算得到的所有数据点和 、 数据点个数 的秘密共享值发送 给服务器 ， 然后由服务器 计算得到所有数据点和 、 数据点个数 ， 接着根据它们求出数据点 的均值 ， 最后将数据点的均值和个数发送给每 个客户端； 服务器 结合1‑out‑of‑N OT求出所有数据点的极差， 然后将极差发送给每 个客户端； 每个客户端收到的所有数据点的均值、 个数和极差后， 对数据进行归一化， 再将数据点 的坐标统一除以 ， 得到每个客户端的归一化后的数据， 即设经过处理后第 个客户端的 数据为 ， 其中 。 6.如权利要求5所述的 隐私保护的PCA方法， 其特征在于， 所述服务器 结合1‑out‑of‑N  OT求出所有数据点的极差， 包括如下步骤： a、 服务器 计算 的值， 服务器 计算 的值， 然后服 务器 将 发送给服 务器 ； b、 服务器 初步判断 与 的大小； c、 服务器 采用方法 比较 与 的大小， 进而得 到 与 的大小； d、 使用当前的最大值索引对应的最大值的秘密共享值和 按照a—c 的步骤计算， 得到 中的最大值索引， 如此一直往后， 直到 ， 得到 中的最大值的索引， 设其 为 ； e、 按照类似a—d步骤的方法可以求出 中的最小值的索引， 设 其为 ； f 、服 务 器 计 算 ，服 务 器 计 算 ， 然后服务器 将 发送给服 务器 ； g、 服务器 计算得到数据点的第一个坐标的极差， 也 就是 ； i、 按照a‑g的步骤， 分别求出 数据点每 个坐标的极差 。权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115510502 A 3