安装适用于Python的SEAL库

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#同态加密 #python

于 2023-09-19 20:29:25 首次发布

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本文详细介绍了如何在Ubuntu和Windows系统上安装SEAL-Python，包括所需的基础环境、安装步骤以及测试方法，确保了同态加密功能在Python中的实现。

SEAL-Python安装

SEAL-Python简介

Microsoft SEAL是一个易于使用的开源（MIT 许可）同态加密库，由 Microsoft 的密码学研究小组开发。而 SEAL-Python是SEAL的python版本，能方便用python实现同态加密功能。我们在linux系统和Windows系统下实现安装，linux系统是用的Ubuntu22版(当然我用的Windows下的Ubuntu的子系统)。下面我们分系统介绍如何安装SEAL-Python。

Ubuntu系统

基础环境

平台：Ubuntu22(只要是Ubuntu系统就行)

环境需求：Clang++ (>= 10.0) 或 GNU G++ (>= 9.4)、CMake (>= 3.16)、git。

安装上述内容：

sudo apt-get install clang
sudo apt-get install cmake
sudo apt-get install gcc
sudo apt-get install g++
sudo apt-get install git

安装步骤

安装Python。

sudo apt-get install git build-essential cmake python3 python3-dev python3-pip

从SEAL-python下载。

git clone https://github.com/Huelse/SEAL-Python.git
cd SEAL-Python

安装pybind11和numpy
```
pip3 install numpy pybind11
```

安装SEAL

# 下载相关依赖
git submodule update --init --recursive

# 进入SEAL文件夹，安装SEAL
cd SEAL
cmake -S . -B build -DSEAL_USE_MSGSL=OFF -DSEAL_USE_ZLIB=OFF
cmake --build build
cd ..

安装SEAL-Python
```
python3 setup.py build_ext -i
```

测试

cp seal.*.so examples
cd examples
python3 4_bgv_basics.py

运行命令会打印一个bgv方案的简单例子，如果能正确运行，则安装成功。

Windows系统

Windows系统下安装SEAL-Python相对来说更加复杂。

基础环境

平台：Windows11
环境需求：Visual Studio 2022(2019以上)、git、python。
Visual Studio 2022和git参考链接: 在Windows环境下安装SEAL同态加密库。
python比较简单，自行安装。

安装步骤

下载SEAL-Python和SEAL。
下载地址：SEAL-Python
下载地址：SEAL

下载时也可以通过链接直接下载所有源码，并且能保证正确的目录结构。
安装SEAL
- 需要 Visual Studio 2019 或更高版本。仅支持 x64！并使用VS 命令提示符的 x64 Native Tools Command Prompt 来配置和构建 Microsoft SEAL 库。
  
  将目录调整到SEAL-Python的解压目录。
- 进入SEAL文件夹
```
# 进入SEAL文件夹，安装SEAL
cd SEAL
cmake -S . -B build -DSEAL_USE_MSGSL=OFF -DSEAL_USE_ZLIB=OFF
cmake --build build
cd ..
```
安装pybind11和numpy
```
pip3 install numpy pybind11
```

安装SEAL-Python

python3 setup.py build_ext -i

注：在安装时可以通过以下步骤将库安装到Anaconda环境中。

//激活环境
activate your_environment

//进入到setup.py文件目录下执行命令
python setup.py build
python setup.py install

pip list打印结果中包含seal库。
在这里插入图片描述

测试

copy seal.*.so examples
cd examples
python3 4_bgv_basics.py

运行命令会打印一个bgv方案的简单例子，如果能正确运行，则安装成功。
注：这是官方给的例子，他依赖生成的后缀文件.so，所以并不是所有地方运行都能完成，必须要保证运行目录下有这个文件才行。如果是安装到库，则使用from seal import *直接使用，以下是4_bgv_basics文件内容和运行成功截图，一定要保证环境正确。
在这里插入图片描述