8、数据隐私保护技术：同态加密、多方计算与差分隐私

数据隐私保护技术：同态加密、多方计算与差分隐私

1. 同态加密（Homomorphic Encryption，HE）

1.1 同态加密概述

同态加密（HE）在数据安全行业，特别是高级云安全应用设计中备受瞩目。它基于概率非对称算法，为数据添加了额外的保护层，没有加密和解密密钥的一方无法解密加密数据。与传统加密方法相比，HE 的主要优势在于允许云提供商直接处理已加密的数据，而无需先解密。处理结果以加密形式提供给数据所有者，所有者使用解密密钥即可获取处理结果。

1.2 同态加密的运算规则

HE 遵循加密和计算的乘法法则，加密和计算的顺序可以互换。对于数据集 a 和 b，分别加密为 E(a) 和 E(b) 后进行计算，与先对 a 和 b 进行计算再加密（即 E(a * b)）的结果相同。用数学公式表示为：E(a * b) = E(a) * E(b)，且 E(a * b) 和 E(a) * E(b) 的解密值也相等。

1.3 同态加密的应用场景

• 单用户和多用户匿名数据处理 ：单用户可直接从服务器获取解密结果；多用户场景下，服务器聚合数据、去除身份信息、处理加密数据、推断统计信息，并将结果发送给第三方，第三方解密获取推断结果。
• 电子投票系统 ：选民使用公钥加密选票并发送到投票服务器，服务器进行同态评估和有效性检查，计算聚合加密结果，组织者解密得出最终投票结果，且无法得知具体选民的投票情况。
• 云服务安全领域 ：包括私有存储和计算、私有预测服务、托管私