设计基于seal库的c++语言的同态加密算法,实现两个地理位置信息(包括经度和纬度)的加密并比较两者之间的距离,并且完成解密
时间: 2024-03-01 17:55:51 浏览: 130
同态加密算法实现
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好的,我来为您设计一个基于seal库的c++语言的同态加密算法,实现两个地理位置信息(包括经度和纬度)的加密并比较两者之间的距离,并且完成解密。
首先,我们需要将地理位置信息的经纬度转化为二进制数。以经度为例,可以将其转化为一个64位的二进制数,其中浮点数部分为52位,整数部分为11位,符号位为1位。对于纬度,也可以采用同样的方法进行转化。
然后,我们可以使用seal库提供的同态加密算法对这些二进制数进行加密。具体实现步骤如下:
1. 初始化seal库的参数和加密上下文。
```c++
seal::EncryptionParameters params(seal::scheme_type::BFV);
params.set_poly_modulus_degree(4096);
params.set_coeff_modulus(seal::CoeffModulus::BFVDefault(4096));
params.set_plain_modulus(1 << 8);
seal::SEALContext context(params);
seal::KeyGenerator keygen(context);
seal::PublicKey public_key = keygen.public_key();
seal::SecretKey secret_key = keygen.secret_key();
seal::Encryptor encryptor(context, public_key);
seal::Evaluator evaluator(context);
seal::Decryptor decryptor(context, secret_key);
```
2. 将经纬度的二进制数转化为seal库中的Plaintext类型,并使用encryptor进行加密。
```c++
std::vector<double> longitude = { /* 经度的浮点数部分和整数部分 */ };
std::vector<double> latitude = { /* 纬度的浮点数部分和整数部分 */ };
seal::Plaintext plain_longitude, plain_latitude;
seal::Ciphertext cipher_longitude, cipher_latitude;
encoder.encode(longitude, plain_longitude);
encoder.encode(latitude, plain_latitude);
encryptor.encrypt(plain_longitude, cipher_longitude);
encryptor.encrypt(plain_latitude, cipher_latitude);
```
3. 对加密后的经纬度进行同态加法和同态乘法操作,计算两个位置信息之间的距离。
```c++
seal::Ciphertext distance;
evaluator.square(cipher_longitude, distance);
evaluator.square(cipher_latitude, cipher_latitude);
evaluator.add(distance, cipher_latitude);
evaluator.relinearize_inplace(distance, relin_keys);
evaluator.rescale_to_next_inplace(distance);
evaluator.mod_switch_to_next_inplace(cipher_longitude);
evaluator.mod_switch_to_next_inplace(cipher_latitude);
evaluator.multiply(cipher_longitude, cipher_latitude, distance);
evaluator.relinearize_inplace(distance, relin_keys);
evaluator.rescale_to_next_inplace(distance);
```
4. 对计算结果进行同态解密,并将其转化为地理距离。
```c++
seal::Plaintext plain_distance;
decryptor.decrypt(distance, plain_distance);
std::vector<double> result;
encoder.decode(plain_distance, result);
double distance = /* 将result转化为地理距离 */;
```
最后,我们就可以得到两个地理位置之间的距离,并且保证了计算过程中的隐私安全,对于解密过程,只有密钥持有者可以进行解密并得到原始的地理位置信息。
当然,这只是一个简单的示例,实际应用中还需要考虑一些细节问题,如加密参数的选择、同态加密算法的效率等。但是,通过seal库提供的接口,我们可以比较容易地实现同态加密算法,并且保证计算过程中的隐私安全。
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