TraceCipherText 는 SEAL 라이브러리의 Replace 방식과 Return 방식을 모방하여 구현하였다.
상속의 방법은 계속 시도 하였으나 많은 어려움이 있어 클래스를 구성하는 방식을 계속하였다.
멤버변수
- Ciphertext ct
- Cyptocontext cc
- privatekey pk
- vector trueValue :: 실제로 정답인 값을 갖고 있음
- errorStandard :: 어느정도로 값이 커지면 에러로 간주. 디폴트 값은 10만 사용자가 지정가능
메소드
- Getter, Setter
- show_Detaile : 현재 암호문의 레벨, 스케일, 암호문의 복호문, 원문을 출력하고 에러를 체크
- show_decode : 해독문을 출력
- decode : 해독한 평문을 리턴
- errorcheck : 한 원소가 설정 기준보다 높으면 경고
- replace_add(TraceCipherText &) : 들어온 추적 암호문과 더하여 현재 추적 암호문과 truevalue 값을 갱신
- replace_add(double &) : 들어온 소수를 현재 추적 암호문에 더하여 갱신
- replace_mul(TraceCipherText &) : 들어온 추적 암호문과 곱하여 현재 추적 암호문을 갱신
- add(double number) : replace와 달리 새로운 추적 암호문을 리턴함 현재 암호문은 그대로 유지됨
- add(TraceCiphertext &) : 위와 같음
- Mul(TraceCipherText &) : 위와 같음
- Rescale : 현재 암호문을 재스케일
class 원문
class TraceCipherText{
private:
vector<double> trueValue;
Ciphertext<DCRTPoly> ct;
CryptoContext<DCRTPoly> cc;
PrivateKey<DCRTPoly> pk;
double errorStandard = 100000;
public:
TraceCipherText(vector<double> tv, Ciphertext<DCRTPoly> a, CryptoContext<DCRTPoly> cc, PrivateKey<DCRTPoly> pk)
: trueValue(tv), ct(a), cc(cc), pk(pk) {
//cout << "암호문 생성" << endl;
}
void showDetatil(){
cout << "scale : " << log2(ct->GetScalingFactor()) << endl;
cout << "Level : " << ct->GetLevel() << endl;
cout << "true value : (";
for(auto iter : trueValue){
cout << iter << ", ";
}
cout << ")" << endl;
cout << "decode value : ";
show_decode();
errorCheck();
cout << endl;
}
Ciphertext<DCRTPoly> getCiphertext(){
return ct;
}
vector<double> getTrueValue(){
return trueValue;
}
void setError(double error){
errorStandard = error;
}
void show_decode(){
Plaintext plaintext;
cc->Decrypt(pk, ct, &plaintext);
plaintext->SetLength(8);
cout << plaintext;
}
Plaintext decode(){
Plaintext plaintext;
cc->Decrypt(pk, ct, &plaintext);
plaintext->SetLength(8);
return plaintext;
}
void errorCheck(){
for(int i = 0; i < trueValue.size(); i++){
if((double)decode()->GetRealPackedValue()[i] >= errorStandard){ // 기준 에러보다 큼
cout << "WARNING ! 기준 에러 " << errorStandard << " 보다 큽니다." << endl;
cout << "index : " << i << endl;
cout << "value : " << (double)decode()->GetRealPackedValue()[i] << endl;
cout << endl;
}
}
}
void replace_add(TraceCipherText traceciphertext){
ct = cc->EvalAdd(ct, traceciphertext.getCiphertext());
for(int i = 0; i < trueValue.size(); i++){
trueValue[i] += traceciphertext.getTrueValue()[i];
}
showDetatil();
}
void replace_add(double number){
ct = cc->EvalAdd(ct, number);
for(int i = 0; i < trueValue.size(); i++){
trueValue[i] += number;
}
showDetatil();
}
void replace_Mul(TraceCipherText traceciphertext){
ct = cc->EvalMult(ct, traceciphertext.getCiphertext());
for(int i = 0; i < trueValue.size(); i++){
trueValue[i] *= traceciphertext.getTrueValue()[i];
}
showDetatil();
}
TraceCipherText add(double number){
Ciphertext<DCRTPoly> newciphertext = cc->EvalAdd(ct, number);
vector<double> newVector(trueValue.size(), 0);
for(int i = 0; i < trueValue.size(); i++){
newVector[i] = trueValue[i] + number;
}
return TraceCipherText(newVector, newciphertext, cc, pk);
}
TraceCipherText add(TraceCipherText traceciphertext){
Ciphertext<DCRTPoly> newciphertext = cc->EvalAdd(ct, traceciphertext.getCiphertext());
vector<double> newVector(trueValue.size(), 0);
for(int i = 0; i < trueValue.size(); i++){
newVector[i] += traceciphertext.getTrueValue()[i];
}
//showDetatil();
return TraceCipherText(newVector, newciphertext, cc, pk);
}
TraceCipherText Mul(TraceCipherText traceciphertext){
Ciphertext<DCRTPoly> newciphertext = cc->EvalMult(ct, traceciphertext.getCiphertext());
vector<double> newVector(trueValue.size(), 0);
for(int i = 0; i < trueValue.size(); i++){
newVector[i] = trueValue[i] * traceciphertext.getTrueValue()[i];
}
//showDetatil();
return TraceCipherText(newVector, newciphertext, cc, pk);
}
void Rescale(){
this->ct = cc->Rescale(ct);
}
};- 추적 암호문 생성
Plaintext ptxt = cc->MakeCKKSPackedPlaintext(x);
std::cout << "Input x: " << ptxt << std::endl;
TraceCipherText a(x, cc->Encrypt(keys.publicKey, ptxt),cc, keys.secretKey);
TraceCipherText b(x, cc->Encrypt(keys.publicKey, ptxt),cc, keys.secretKey);
TraceCipherText는 생성자로 원문 x, 암호문, cc, privatekey를 받는다.
- Replace 방식으로 (x + 1)^2 * (x^2 + 2) 계산
cout << "================== TRACE TEST ==================" << endl;
a.replace_add(1.0); // x + 1
a.replace_Mul(a); // (x + 1)^2
b.replace_Mul(b); // x^2
b.replace_add(2.0); // x^2 + 2
a.replace_Mul(b); // (x + 1)^2 * (x^2 + 2)
a.showDetatil(); // replace 방식
위에서 선언한 a,b 값이 계속 갱신되어간다. 새롭게 선언할 필요가 없어 간편하지만, 암호문을 재활용할 수는 없다. 또한, 에러를 일으킬 정도로 큰 수가 발견되지 않아 에러 메세지가 출력되지 않았다.
그리고 replace 함수들은 자동으로 showDetail을 출력하도록 구성하였다. 아무래도 같은 값을 갱신시키다보니 되돌리기 힘들어 정확해야한다고 생각하였다.
- 새로운 암호문 반환 방식
TraceCipherText c(x, cc->Encrypt(keys.publicKey, ptxt),cc, keys.secretKey);
TraceCipherText x_plus_1 = c.add(1.0); // x + 1
TraceCipherText x_plus_1_sq = x_plus_1.Mul(x_plus_1); // (x + 1)^2
TraceCipherText x_sq = c.Mul(c); // x^2
TraceCipherText x_sq_puls_2 = x_sq.add(2.0); // x^2 + 2
TraceCipherText result = x_plus_1_sq.Mul(x_sq_puls_2); // (x + 1)^2 * (x^2 + 2)
result.showDetatil(); // 새로운 값으로 리턴하는 방식
새롭게 암호문을 반환하고 저장하는 방식이다. 반환형에는 showDetail이 포함되어있지 않다. 사용자가 보고 싶을 때만 보는 것이 나을 것이라 판단하였다.
- 에러 경고 메세지
0번째 인덱스의 값을 크게 설정
std::vector<double> x = {1000.0, 1.01, 1.02, 3.0, 1.04, 1.05, 1.06, 1.07};
Plaintext ptxt = cc->MakeCKKSPackedPlaintext(x);
std::cout << "Input x: " << ptxt << std::endl;
디폴트 에러 검출값인 10만 이상을 포함하고 있는 암호문들에게 인덱스 위치와 값, 경고 메세지 출력 . 5번째 암호문 부터 결과에 오차가 발생한 것을 확인 할 수 있다.