[發明專利]基于置換矩陣的群隱私匹配方法

有效

• 申請號: 201510468123.2
• 申請日: 2015-08-03
• 公開（公告）號: CN105071931B
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 朱曉妍;陳增寶;蘇陽;高曼飛;裴慶祺
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08;G06F21/62
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心61205
• 代理人: 王品華,朱紅星

1.一種基于置換矩陣的群隱私匹配方法，包括如下步驟：

(1)確定通信方式：即在臨近的群與群之間、同一群中成員與其他成員之間通過藍牙或無線網絡WiFi進行通信；在群成員與可信機構TA之間通過3G或4G蜂窩網進行通信；

(2)發起群G_I的群成員M_i生成自己的權重向量v_i，并隨機生成置換函數和對應的逆置換函數發送給可信機構TA，其中i＝1，2，…，m，m為發起群G_I中成員數；

(3)發起群G_I中所有成員協同計算群隱私匹配矩陣：

(3a)發起群G_I中的管理員M₁根據屬性關鍵詞生成一個虛假權重向量v′₁＝[r₁，r₂，…，r_l，…，r_d]，得到只由虛假向量v′₁構成的虛假權重矩陣V₁＝[v′₁]發送給下一個群成員M₂，并通過可信機構TA記錄，r_l∈[0，η-1]且為整數，η為屬性關鍵詞c_l對應的可選擇的權重等級的等級數量，l＝1，2，…，d，d為屬性關鍵集合中元素的個數；

(3b)第二個群成員M₂根據屬性關鍵詞集合C，對每一個屬性關鍵詞c_l∈C選擇對應的權重υ_2l，生成真實的權重向量v₂＝[υ₂₁，υ₂₂，…，υ_2l，…，υ_2d]，υ_2l∈[0，η-1]且為整數；

(3c)第二個群成員M₂接收到虛假權重矩陣V₁后，將真實的權重向量v₂加入到該虛假權重矩陣V₁，得到由虛假向量v′₁和真實的權重向量v₂構成的混合權重矩陣V′₂＝[v′₁，v₂]^T，第二個群成員M₂對該混合權重矩陣V′₂的行向量進行置換操作，得到置換后的混合權重矩陣并將置換后的混合權重矩陣V₂發送給第三個群成員M₃，且通過可信機構TA記錄；

以此類推，發起群G_I中的第m個成員M_m將經過其置換操作后的混合權重矩陣V_m再發送給發起群G_I的管理員M₁，管理員M₁通過比較混合權重矩陣V_m的行向量找到虛假權重向量v′₁，并用根據集合C生成的真實的權重向量v₁對虛假權重向量v′₁進行替換，得到替換后的真實權重矩陣V′_m，再對該真實權重矩陣V′_m進行一次置換，得到發起群最終的群隱私匹配矩陣：

(4)響應群G_R的群成員按照步驟(2)-(3)的方法操作，生成自己的權重向量，置換函數和逆置換函數，得到響應群G_R的隱私匹配矩陣U′＝π_N1(U′_n)，其中π_N1(·)為響應群G_R管理員N₁生成的置換函數，U′_n是響應群G_R管理員N₁接收到第n個群成員N_n發送的混合權重矩陣U_n后，用其真實權重向量替換虛假權重向量得到的真實權重矩陣，n為響應群G_R中群成員的數量；

(5)發起群G_I作為發起者，向附近群發起匹配請求，響應群G_R收到發起群G_I的匹配請求后對其進行響應；

(6)基于發起群與響應群的身份，發起群G_I與響應群G_R分別生成對應的待匹配矩陣：

(6a)發起群G_I根據群隱私匹配矩陣V，生成自己的兩個待匹配矩陣W₁和W₂，其中W₁由群隱私匹配矩陣V的前d/2列組成，W₂是由群隱私匹配矩陣V的后d/2列組成；

(6b)響應群G_R對隱私匹配矩陣U′進行轉置，得轉置后的群隱私匹配矩陣U＝(U′)^T，并生成自己的兩個待匹配矩陣H₁和H₂，其中H₁由U的前d/2行組成，H₂由U的后d/2行組成；

(7)基于待匹配矩陣，計算加權的Manhattan距離矩陣：

(7a)發起群G_I收到響應群G_R的匹配響應后，將自己的第二個待匹配矩陣W₂發送給響應群G_R，響應群G_R再把自己的第一個待匹配矩陣H₁發送給發起群G_I；

(7b)發起群G_I根據自己的第一個待匹配矩陣W₁和接收到響應群G_R的第一個待匹配矩陣H₁，基于加權的Manhattan距離公式，計算發起群G_I的距離矩陣D_I；

(7c)響應群G_R根據自己的第二個待匹配矩陣H₂和接收到發起群G_I的第二個待匹配矩陣W₂，基于加權的Manhattan距離公式，計算響應群G_R的距離矩陣D_R；

(7d)響應群G_R將自己的距離矩陣D_R發送給發起群G_I；

(7e)發起群G_I根據自己的距離矩陣D_I和接收到的響應群G_R的距離矩陣D_R計算加權的Manhattan距離矩陣D：

D＝D_I+D_R＝[d₁，d₂，…，d_i，…，d_m]^T，

其中d_i為第i個行向量，i＝1，2，…，m；

(8)發起群G_I的群成員根據距離矩陣D，依次進行逆置換操作得到自己的距離向量

(8a)發起群G_I的管理員M₁對距離矩陣D進行逆置換操作，得到逆置換后的距離矩陣并從該距離矩陣D′中得到自己的真實距離向量

(8b)管理員M₁根據自己的真實距離向量設置虛假的距離向量用虛假距離向量取代真實距離向量得到包含虛假距離向量的混合距離矩陣D_m，并將該混合距離矩陣D_m發送給第m個群成員M_m，其中虛假距離向量的元素值是與真實距離向量的元素值相近的隨機數；

(8c)發起群G_I的第m個群成員M_m接收到該群管理員M₁發送的混合距離矩陣D_m后進行逆置換操作，得到自己的混合距離矩陣從該D′_m中取出自己的真實距離向量得到不包含的混合距離矩陣D_m-1，并將該混合距離矩陣D_m-1發送給發起群G_I的第m-1個群成員M_m-1；

以此類推，最終發起群G_I的第二個群成員M₂接收到只包含虛假距離向量和自己的真實距離向量的混合距離矩陣D₂，進行逆置換操作得到自己的混合距離矩陣并從該D′₂中得到自己的真實距離向量

(9)發起群G_I的群成員M_i根據自己的距離向量計算自己與響應群G_R的匹配值ρ_i，并將該匹配值ρ_i發送本群的管理員M₁；

(10)發起群G_I的管理員M₁根據接收到的群成員與響應群G_R的匹配值ρ_i，計算發起群G_I與響應群G_R的匹配值：其中ρ為發起群G_I與響應群G_R的匹配度，是發起群G_I所有的群成員協同設定的門限值；

(11)發起群G_I根據匹配值r_ρ判斷是否與響應群G_R匹配成功：若r_ρ≠0，則匹配成功；若r_ρ＝0，則匹配失敗。