[發明專利]一種公開可驗證的外包統計方法

有效

• 申請號: 201510044675.0
• 申請日: 2015-01-29
• 公開（公告）號: CN104601586B
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 劉雪峰;張玉清;全韓彧;劉玲;伍高飛
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

1.一種公開可驗證的外包統計方法，其特征在于：包括如下步驟：

S1數據擁有者生成或收集復數的數據流，記為M＝m₁,m₂,…,m_n；

S2數據擁有者通過建立密碼系統得到完整的系統參數{e,G₁,G₂,q,g,g₁,g₂,pk,h₁,h₂}以及私鑰sk，并將系統參數進行公開；其中，G＝{e,G₁,G₂,q}，G₁和G₂是兩個階為素數q的乘法循環群，e:G₁×G₁→G₂表示的是一個雙線性映射，g,g₁,g₂為G₁群內的3個隨機數生成元；h₁和h₂為兩個不同的Hash函數，有和私鑰sk是域中的一個隨機數s，公鑰pk根據私鑰sk計算得出；

S3數據擁有者使用私鑰sk對數據m_i和數據索引i進行簽名得到簽名σ_i，并將三元組(m_i,i,σ_i)發送至外包服務器；

S4所述外包服務器在收到數據擁有者傳送的數據后，通過檢驗算法驗證每條數據m_i對應的簽名σ_i是否有效：若驗證無效，在丟棄的同時通知數據擁有者重新上傳，若驗證有效，繼續執行步驟S5；所述外包服務器通過檢驗算法驗證每條數據m_i對應的簽名σ_i是否有效的方法為：分別計算和e(σ_i,g)，即與公鑰pk進行雙線性對映射以及簽名σ_i與g進行雙線映射，然后對兩者進行比較，如果兩者相等，則表明簽名σ_i有效，否則無效；

S5請求者向外包服務器發送統計請求，統計請求中包括統計類型、請求進行統計的數據的索引；

S6外包服務器按照請求者的統計請求進行相應的統計計算，并對請求者請求進行統計的數據簽名進行運算處理，然后將統計結果以及對簽名的運算處理結果返回給請求者；所述外包服務器在接收到請求者的統計請求后就會開始進行相應的統計計算，并不需要請求者下載數據；請求者可以發起的統計類型包括求和、加權求和、平方和以及加權平方和，對應的統計計算方法和簽名的運算處理方法如下：

求和：外包服務器根據請求者指定的數據索引為i對相應的數據m_i進行求和統計得并對相應的簽名σ_i進行連乘然后將(res,π)反饋給請求者；

加權求和：外包服務器依據請求者指定的數據索引i和權值c_i對相應的數據m_i進行加權求和，得到同時求每一個簽名σ_i對應的權值次冪并將所有求得的權值次冪連乘起來得到然后將(res,π)反饋給請求者；

平方和：外包服務器根據請求者指定的數據索引i對相應的數據m_i依次進行以下計算：

1)求平方和得到

2)將每一個數據索引值i輸入給h₁(i)，并將輸出值作為m_i的權值進行加權求和，得到

3)將每一個數據索引值i輸入給h₂(i)，并將輸出值作為m_i的權值進行加權求和，得到

4)將2)中的所述輸出值作為簽名σ_i的冪并進行連乘，得到

5)將3)中的所述輸出值作為簽名σ_i的冪并進行連乘，得到

6)將m_i作為簽名σ_i的冪并進行連乘，得到計算完成后將(res,res₁,res₂,π₁,π₂,π₃)反饋給請求者；

加權平方和：外包服務器根據請求者指定的數據索引i以及權值c_i對相應的數據m_i依次進行以下計算：

(a)求加權平方和得到

(b)將每一個數據索引值i輸入給h₁(i)，并將該輸出值與權值c_i的乘積作為m_i的權值進行加權求和，得到

(c)將每一個數據索引值i輸入給h₂(i)，并將該輸出值與權值c_i的乘積作為m_i的權值進行加權求和，得到

(d)將(b)中所述輸出值與權值c_i的乘積作為簽名σ_i的冪并進行連乘，得到

(e)將步驟(c)中所述輸出值與權值c_i的乘積作為簽名σ_i的冪并進行連乘，得到

(f)將數據m_i與對應的權值c_i的乘積作為簽名σ_i的冪進行連乘，得到

完成后將(res,res₁,res₂,π₁,π₂,π₃)反饋給請求者；

S7請求者接收到外包服務器返回的統計結果后，利用數據擁有者所公開的系統參數對統計結果的有效性進行驗證。