[發明專利]基于矩陣變換算法的隱私匹配方法

有效

• 申請號: 201410091049.2
• 申請日: 2014-03-12
• 公開（公告）號: CN103826220B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發明（設計）人: 朱曉妍;劉潔;師雙雙;雷小三;池浩田;陳增寶;姜順榮;曹磊;蘇陽;高曼飛
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04W12/02
• 分類號: H04W12/02;H04L9/32
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心61205
• 代理人: 王品華,朱紅星

1.一種基于矩陣變換算法的隱私匹配方法，包括如下步驟：

(1)建立用戶與證書管理機構CA的通信系統框架，即任意一個用戶通過藍牙網絡或者WiFi與其臨近用戶進行通信，通過3G或4G蜂窩網與證書管理機構CA進行通信，證書管理機構CA，用于為用戶提交的屬性進行驗證，為用戶屬性產生證書并進行相應證書管理；

(2)在用戶與證書管理機構CA的通信系統框架中，利用基于矩陣變換算法進行隱私匹配：

(2a)服務運營商預先設定常用屬性并進行排序，得到公共屬性集合I＝<I₁,I₂,…,I_i,…,I_n>，并設定l個等級用來表示用戶對不同屬性的感興趣的程度和權值矩陣W_l×l，其中，I_i為公共屬性集合中的第i個屬性，i∈(1,…,n)，n為公共屬性集合中元素的個數，l為正整數，W_l×l用來表示用戶對各屬性的不同程度的偏好，W＝(w_ij)_l×n，i∈(1,l)，j∈(1,n)，w_ij是權值矩陣中的元素，通過下式計算得出：

$w_{ij}=\left\{\begin{array}{cc}i& i=j\\ i-|i-j|& (i-|i-j\left|\right)\&gt;1\\ 1& (i-|i-j\left|\right)\&le;1\end{array}\right.;$

(2b)用戶根據運營商設定的公共屬性集合和各個屬性的不同偏好，創建個人屬性特征信息矩陣U＝(u_ij)_l×n，并將該特征信息矩陣U發送給證書管理機構CA，其中，u_ij為屬性特征信息矩陣中的元素，i表示屬性的權值，i∈(1,l)，j表示公共屬性集合元素序號，j∈(1,n)，若用戶對公共屬性集合中第j個屬性設置的權值為i，則u_ij＝1，u_xj＝0，其中，x∈(1,l)且x≠i；

(2c)證書管理機構CA收到用戶的個人屬性特征信息U后，對用戶特征信息U進行初始化，為用戶發放證書，并使用公鑰加密算法對用戶證書及相關信息進行公鑰加密，并將加密信息發送給用戶；

所述的對用戶特征信息U進行初始化，按如下步驟進行：

(2c1)分別隨機產生l×n階的第一整數矩陣C_l×n和第二整數矩陣R_l×n，以對用戶特征信息U進行初始化，得到經初始化后的特征信息矩陣其中，為U^*中的元素，根據下式計算得出：

${u^{*}}_{ij}=\left\{\begin{array}{cc}p+c_{ij}+r_{ij}q& u_{ij}=1\\ c_{ij}+r_{ij}q& u_{ij}=0\end{array}\right.,$

i∈(1,l)，j∈(1,n)，l、n分別為矩陣U^*的最大行和最大列，其中，p、q均為證書管理機構CA隨機產生的質數，整數p的比特長度為256，q>(n+1)l²p²，c_ij為整數矩陣C_l×n中的元素，且滿足r_ij為整數矩陣R_l×n中的元素；

(2c2)隨機生成整數向量其中，k_i為向量中的元素，且滿足i∈(1,l)，j∈(1,n)；

(2d)對于發起交友請求的用戶A，使用其私鑰sk_A將證書管理機構CA發送的加密信息利用公鑰加密算法進行解密，并廣播其屬性信息和證書等待臨近用戶響應其交友請求，其中，ID_A為用戶A身份標識，p_A是由證書管理機構CA隨機產生的質數，經證書管理機構CA初始化的個人屬性特征信息，是證書管理機構CA用自己私鑰sk_CA對用戶信息進行的RSA簽名，sk_A和sk_CA為由可信機構生成密鑰長度為1024位的公鑰加密算法私鑰，||表示字符連接符；

(2e)設B為其中一個響應用戶A請求的臨近用戶，其個人屬性特征信息矩陣為B_l×n，在收到用戶A的廣播信息后，利用用戶A的公鑰pk_A將用戶A廣播的信息利用公鑰加密算法進行解密驗證，驗證成功后，得到矩陣：D＝(d_ij)_l×n，并將矩陣D和用戶B的個人信息發送給用戶A，

其中，d_ij為矩陣D中的元素，

pk_A是由可信機構利用公鑰加密算法生成的公鑰，其密鑰長度為1024位，p_B是由證書管理機構CA隨機產生的質數，是用戶A經初始化的個人屬性特征信息中的元素，i∈(1,l)，x、j∈(1,n)，l、n分別為矩陣D的最大行和最大列；

(2f)根據用戶B發送的矩陣D＝(d_ij)_l×n及用戶B的個人屬性信息，用戶A首先利用用戶B的公鑰pk_B將其個人屬性信息利用公鑰加密算法進行解密驗證，驗證成功后，進行矩陣加法運算得到矩陣T＝(t_ij)_l×n，進而得出中間矩陣最后根據矩陣點乘運算得出最終矩陣H＝(h_ij)_l×l，

其中，t_ij為矩陣T中的元素，t_ij＝(d_ij+k_i)mod q_A，為矩陣T^*中的元素，h_xy為最終矩陣H中的元素，w_xy是權值矩陣W_l×l中的元素，i、x、y∈(1,l)，j∈(1,n)，l、n分別為矩陣T、T^*的最大行和最大列，q_A是由證書管理機構CA隨機產生的質數，pk_B是由可信機構利用公鑰加密算法生成的公鑰，其密鑰長度為1024位；

(2g)根據最終矩陣H＝(h_ij)_l×l，用戶A計算得出最終匹配值M_A→B，并將匹配值M_A→B發送給用戶B，其中l為正整數。