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我在反序列化发送到 azure 函数的 JSON 时遇到了一些问题。首先，我打算将一组带有 post 的 Ciphertext 类型发送到 azure，反序列化 JSON 以恢复我的数据，然后对该数据进行操作。我的类如下所示被调用，它有一个typesampleClass属性：ciphertextCiphertext

[DataContract]
public class sampleClass
{
    [DataMember]
    public Ciphertext ciphertext { get; set; }
    [JsonConstructor]
    public sampleClass() { }
}

这是我试图序列化/反序列化的类。

要发布我使用 HttpClient 的数据，我将其发布为 JSON，如下所示：

HttpResponseMessage response = await client.PostAsJsonAsync("api/Function1", cipher);

在我的天蓝色函数中，我试图将 Json 作为流读取并将其反序列化为 sampleClass []，但是这给了我一个错误。

//Receive data from The Http PostRequest.
string requestBody = await new StreamReader(req.Body).ReadToEndAsync();

//De serialises to an object.
sampleClass[] array = JsonConvert.DeserializeObject<sampleClass[]>(requestBody);

抛出的错误如下所示：

执行“Function1”（失败，Id=1be7633e-6b6a-4626-98b7-8fec98eac633）[11/02/2020 15:50:48] System.Private.CoreLib：执行函数时出现异常：Function1。Newtonsoft.Json：找不到用于 Microsoft.Research.SEAL.Ciphertext 类型的构造函数。一个类应该有一个默认构造函数、一个带参数的构造函数或一个标有 JsonConstructor 属性的构造函数。路径“[0].ciphertext.CoeffModCount”，第 1 行，位置 32。

当我尝试反序列化我的 JSON 时抛出此错误，我该如何解决这个问题？

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1 回答 1

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你在这里有几个问题。让我们按顺序排列它们。

首先，该类型既没有无参数构造函数，也没有单参数构造函数，从参考源Microsoft.Research.SEAL.Ciphertext可以看出：

public class Ciphertext : NativeObject
{
    public Ciphertext(MemoryPoolHandle pool = null)
    {
        // Contents omitted
    }

    public Ciphertext(SEALContext context, MemoryPoolHandle pool = null)
    {
        // Contents omitted
    }

    // Additional constructors, methods and members omitted.

第一个构造函数的参数是可选的，但这并不意味着它是无参数的，它只是意味着编译器在代码中不存在该值时提供该值。但是当通过反射调用构造函数时（这是 Json.NET 所做的），仍然需要提供一个值；有关详细信息，请参阅反射 - 使用参数调用构造函数。这种类型缺少真正的无参数构造函数是导致Newtonsoft.Json：无法找到用于 Microsoft.Research.SEAL.Ciphertext 类型的构造函数的原因。要抛出的异常。

（在评论中指出您的问题是sampleClass缺少默认构造函数，但该评论是错误的。）

由于您无法修改Ciphertext提供自己的构造方法的标准方法，因此请CustomCreationConverter<T>像这样使用：

public class CiphertextConverter : CustomCreationConverter<Ciphertext>
{
    public override Ciphertext Create(Type objectType)
    {
        return new Ciphertext(); // Use the default value for the optional parameter
    }
}

然后做：

var settings = new JsonSerializerSettings
{
    Converters = { new CiphertextConverter() },
};
var array = JsonConvert.DeserializeObject<sampleClass []>(requestBody, settings);

但是，这不起作用，这是您的下一个问题。由于 的大多数公共属性Ciphertext都是只读的，因此无法从它们中反序列化类型。

在这里失败的演示小提琴 #1 。

那么该怎么办？事实证明，Ciphertext有两种方法

这些似乎允许我们将 a 序列化为 a Ciphertext，MemoryStream然后使用如下转换器将内容作为 Base64 字符串插入 JSON：

public class CiphertextConverter : JsonConverter<Ciphertext>
{
    readonly SEALContext context;
    
    public CiphertextConverter(SEALContext context) => this.context = context ?? throw new ArgumentNullException(nameof(context));

    public override Ciphertext ReadJson(JsonReader reader, Type objectType, Ciphertext existingValue, bool hasExistingValue, JsonSerializer serializer)
    {
        var data = serializer.Deserialize<byte []>(reader);
        if (data == null)
            return null;
        var cipherText = new Ciphertext();
        using (var stream = new MemoryStream(data))
            cipherText.Load(context, stream);
        return cipherText;
    }

    public override void WriteJson(JsonWriter writer, Ciphertext value, JsonSerializer serializer)
    {
        using (var stream = new MemoryStream())
        {
            value.Save(stream, ComprModeType.Deflate); // TODO: test to see whether Deflate gives better size vs speed performance in practice.
            writer.WriteValue(stream.ToArray());
        }
    }
}

然后在序列化和反序列化时使用转换器如下：

var settings = new JsonSerializerSettings
{
    Converters = { new CiphertextConverter(GlobalContext.Context) },
};              
var array = JsonConvert.DeserializeObject<sampleClass []>(requestBody, settings);

但是等等——这个对象是GlobalContext.Context什么？这给您带来了第三个问题，即您需要SEALContext客户端和服务器端的兼容对象Ciphertext通过序列化在两者之间传递。现在，查看Cloud Functions Demo演示应用程序，这似乎是一个正确的假设，因为该应用程序在客户端和服务器端确实具有兼容的上下文：

所以我假设你也这样做。既然你这样做了，上面的转换器应该用于序列化和反序列化。

出于测试目的，我调整了来自https://github.com/microsoft/SEAL/tree/master/dotnet/testsCiphertextTests.SaveLoadTest()的测试方法和类，以创建以下测试工具：GlobalContext

public class TestClass
{
    [TestMethod]
    public void JsonNetSaveLoadTest()
    {
        Debug.WriteLine("Testing Json.NET");
        
        Func<Ciphertext, SEALContext, Ciphertext> roundtrip = (cipher, context) =>
        {
            var clientArray = new [] { new sampleClass { ciphertext = cipher } };

            var settings = new JsonSerializerSettings
            {
                Converters = { new CiphertextConverter(GlobalContext.Context) },
            };
            
            var requestBody = JsonConvert.SerializeObject(clientArray, settings);
            
            Debug.Write("   ");
            Debug.WriteLine(requestBody);
            Debug.WriteLine("   requestBody.Length={0}", requestBody.Length);
            
            var array = JsonConvert.DeserializeObject<sampleClass []>(requestBody, settings);
            
            Assert.IsTrue(array.Length == clientArray.Length);
            
            var reserializedJson = JsonConvert.SerializeObject(array, settings);
            
            Debug.Write("   ");
            Debug.WriteLine(reserializedJson);
            
            Assert.IsTrue(requestBody == reserializedJson);

            return array[0].ciphertext;
        };
        
        SaveLoadTest(roundtrip);
        
        Console.WriteLine("   passed.");
    }
    
    // Adapted from https://github.com/microsoft/SEAL/blob/master/dotnet/tests/CiphertextTests.cs#L113
    [TestMethod]
    public void DirectSaveLoadTest()
    {
        Debug.WriteLine("Testing direct save and load:");
        
        Func<Ciphertext, SEALContext, Ciphertext> roundtrip = (cipher, context) =>
        {
            Ciphertext loaded = new Ciphertext();

            Assert.AreEqual(0ul, loaded.Size);
            Assert.AreEqual(0ul, loaded.PolyModulusDegree);
            Assert.AreEqual(0ul, loaded.CoeffModCount);

            using (MemoryStream mem = new MemoryStream())
            {
                cipher.Save(mem);

                mem.Seek(offset: 0, loc: SeekOrigin.Begin);

                loaded.Load(context, mem);
            }
            return loaded;
        };
        
        SaveLoadTest(roundtrip);
        
        Debug.WriteLine("   passed.");
    }
    
    // Adapted from https://github.com/microsoft/SEAL/blob/master/dotnet/tests/CiphertextTests.cs#L113
    static void SaveLoadTest(Func<Ciphertext, SEALContext, Ciphertext> roundtrip)
    {
        SEALContext context = GlobalContext.Context;
        KeyGenerator keygen = new KeyGenerator(context);
        Encryptor encryptor = new Encryptor(context, keygen.PublicKey);
        Plaintext plain = new Plaintext("2x^3 + 4x^2 + 5x^1 + 6");
        Ciphertext cipher = new Ciphertext();

        encryptor.Encrypt(plain, cipher);

        Assert.AreEqual(2ul, cipher.Size);
        Assert.AreEqual(8192ul, cipher.PolyModulusDegree);
        Assert.AreEqual(4ul, cipher.CoeffModCount);

        var loaded = roundtrip(cipher, context);
        
        Assert.AreEqual(2ul, loaded.Size);
        Assert.AreEqual(8192ul, loaded.PolyModulusDegree);
        Assert.AreEqual(4ul, loaded.CoeffModCount);
        Assert.IsTrue(ValCheck.IsValidFor(loaded, context));

        ulong ulongCount = cipher.Size * cipher.PolyModulusDegree * cipher.CoeffModCount;
        for (ulong i = 0; i < ulongCount; i++)
        {
            Assert.AreEqual(cipher[i], loaded[i]);
        }
    }
}

static class GlobalContext
{
    // Copied from https://github.com/microsoft/SEAL/blob/master/dotnet/tests/GlobalContext.cs
    static GlobalContext()
    {
        EncryptionParameters encParams = new EncryptionParameters(SchemeType.BFV)
        {
            PolyModulusDegree = 8192,
            CoeffModulus = CoeffModulus.BFVDefault(polyModulusDegree: 8192)
        };
        encParams.SetPlainModulus(65537ul);
        BFVContext = new SEALContext(encParams);

        encParams = new EncryptionParameters(SchemeType.CKKS)
        {
            PolyModulusDegree = 8192,
            CoeffModulus = CoeffModulus.BFVDefault(polyModulusDegree: 8192)
        };
        CKKSContext = new SEALContext(encParams);
    }

    public static SEALContext BFVContext { get; private set; } = null;
    public static SEALContext CKKSContext { get; private set; } = null;
    
    public static SEALContext Context => BFVContext;
}

工作演示小提琴#2 here。

笔记：

  • 只要是公共的，就不需要sampleClass用 with标记无参构造函数[JsonConstructor]。

  • 通过测试，生成的 Base64 字符串Ciphertext似乎很长，每个 .5 MB 大约为 .5 MB Ciphertext。因为 Json.NET 在解析过程中完全实现了每个字符串，所以在处理如此巨大的字符串时效率并不高。如果超过最大有效字符串长度或遇到大对象堆碎片，您将需要重新评估您的架构。

免责声明

我不是安全专业人士。我无法告诉您通过网络发送序列化文件是否Ciphertext会泄漏信息。我也不能建议您如何SEALContext为您的应用程序选择合适的 - 甚至在客户端和服务器端具有兼容的上下文是否可能会泄漏信息。这个答案只解释了如何通过 Json.NET 序列化特定的 SEAL 对象。

于 2020-02-11T21:05:06.830 回答