微软SEAL库的安装与CKKS示例_seal库安装

一、SEAL安装

1、准备工作

下载seal库的zip包并解压：https://github.com/microsoft/SEAL/tree/main

下载并安装VS studio：https://visualstudio.microsoft.com/zh-hans/vs/older-downloads/

2、安装seal库

在上一步中我们解压得到了一个名为SEAL-main-4.1.1的文件夹，记住该文件的位置。
我们找到Developer Command Prompt For VS XXXX 终端，并以管理员身份运行，进入后我们先进入SEAL-main-4.1文件夹；

接着我们依次运行下面三句代码：
（安装时需要链接GitHub下载一些包，可能出现报错，多试几次就好了）

cmake -S . -B build -G "Visual Studio 17 2019" -A x64
 //"Visual Studio 17 2019" 这里的 17, 2019根据自己下载的VS studio版本填写
cmake --build build --config Release
 
cmake --install build
1
2
3
4
5

编译运行完成后，在SEAL文件夹下会出现build文件夹，其中有很多文件，同时会安装一个本地库在你的C:\Program Files\SEAL位置下。至此我们的seal库就安装完成了，接下来运行一个实例来使用seal库。

二、CKKS实例

2.1创建项目、配置项目属性

首先打开VS studio，创建一个新项目，按照下面图片提示一步一步操作就行：


找到自己的安装目录分别把三个目录的路径复制上去；

seal-4.1.lib在上一张图的D:\SEAL-main\build\lib\Release下可以找到，填对应的文件文件名就行。

2.2 编写代码

我这里编写了一个简单多用户的CKKS示例；首先设置参数，分别生成A用户和B用户的公私钥；接着实例化实例化A和B的加密器、解密器和计算器，其中A用户有两个加密器，encryptor_A用于加密对用户B可解密的密文，所以这里的第二个参数写的是B的公钥，encryptor_A1用于加密A的密文，方便A解密自己的密文；后面就是分别对A和B赋值，调用各自的加密器加密，最后使用B的计算器进行密文的计算，最后使用B的解密器解密出相加后的结果，A使用自己的解密器解密出原始数据。

#include <iostream>
#include <vector>
#include "seal/seal.h"

using namespace std;
using namespace seal;

int main() {
    // 选定参数
    EncryptionParameters params(scheme_type::ckks);
    size_t poly_modulus_degree = 8192;
    params.set_poly_modulus_degree(poly_modulus_degree);
    params.set_coeff_modulus(CoeffModulus::BFVDefault(poly_modulus_degree));
    double scale = pow(2.0, 40);
    SEALContext context(params);
    
    // 生成 A 用户的密钥
    KeyGenerator keygen_A(context);
    PublicKey public_key_A;
    keygen_A.create_public_key(public_key_A);
    auto secret_key_A = keygen_A.secret_key();
   

    // 生成 B 用户的密钥
    KeyGenerator keygen_B(context);
    PublicKey public_key_B;
    keygen_B.create_public_key(public_key_B);
    auto secret_key_B = keygen_B.secret_key();
    

    // 实例化加密器、解密器和计算器
    Encryptor encryptor_A(context, public_key_B);//这个加密器用于加密对用户B可解密的密文
    Encryptor encryptor_A1(context, public_key_A);//这个加密器用于加密用户A的密文
    Evaluator evaluator_A(context);
    Decryptor decryptor_A(context, secret_key_A);//这个解密器用于解密用户A加密后的密文
    Encryptor encryptor_B(context, public_key_B);
    Decryptor decryptor_B(context, secret_key_B);
    Evaluator evaluator_B(context);

    // 生成 A 用户的数据并加密
    vector<double> vec_A{ 1.0};
    CKKSEncoder encoder_A(context);
    size_t slot_count_A = encoder_A.slot_count();
    Plaintext plain_A;
    encoder_A.encode(vec_A, scale, plain_A);
    Ciphertext encrypted_A;
    encryptor_A.encrypt(plain_A, encrypted_A);
    //加密用户A的数据
    Ciphertext encrypted_A1;
    encryptor_A1.encrypt(plain_A, encrypted_A1);

    // 生成 B 用户的数据并加密
    vector<double> vec_B{ 9.0 };
    CKKSEncoder encoder_B(context);
    size_t slot_count_B = encoder_B.slot_count();
    Plaintext plain_B;
    encoder_B.encode(vec_B, scale, plain_B);
    Ciphertext encrypted_B;
    encryptor_B.encrypt(plain_B, encrypted_B);

    // 对两个加密数据进行加法
    Ciphertext encrypted_sum;
    evaluator_B.add(encrypted_A, encrypted_B, encrypted_sum);

    // 解密加法结果并解码
    Plaintext plain_sum;
    decryptor_B.decrypt(encrypted_sum, plain_sum);
    vector<double> vec_sum;
    encoder_B.decode(plain_sum, vec_sum);
    cout << "Decrypted result: " << vec_sum[0] << endl;
    //解密用户A的数据
    Plaintext plain_A1;
    decryptor_A.decrypt(encrypted_A1, plain_A1);
    vector<double> vec_A1;
    encoder_A.decode(plain_A1, vec_A1);
    cout << "Decrypted result: " << vec_A1[0] << endl;
    
    return 0;
}

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80

运行结果如下：

三、感谢

最后感谢CSDN博主兽拳（https://blog.csdn.net/qq_41565526）提供的安装教程给予我莫大的帮助。