[發(fā)明專利]一種具有隱私保護的多功能數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及方法

有效

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• 申請日: 2017-05-31
• 公開（公告）號: CN107194185B
• 公開（公告）日: 2020-01-24
• 發(fā)明（設計）人: 沈華;張明武;李兵兵;蔣炎;姚瑤;黃嘉駿;冷文韜;陳文倩
• 申請（專利權）人: 湖北工業(yè)大學
• 主分類號: G06F21/62
• 分類號: G06F21/62;G06F16/2458
• 代理公司: 42222 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 魏波

本發(fā)明公開了一種具有隱私保護的多功能數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及方法，本發(fā)明解決的關鍵性問題是，如何在不泄露數(shù)據(jù)集的情況下，計算出數(shù)據(jù)集的均值、方差、最小值、最大值等結果。本發(fā)明中的數(shù)據(jù)集由多個數(shù)據(jù)提供結點（DPN）提供，數(shù)據(jù)擾動結點（DDN）使得數(shù)據(jù)處理結點（DHN）在不知道數(shù)據(jù)集中數(shù)據(jù)的情況下計算出數(shù)據(jù)集帶“噪音”的均值、方差、最小值、最大值等計算結果。數(shù)據(jù)分析結點（DAN）通過去噪操作得到數(shù)據(jù)集精確的均值、方差、最小值、最大值等計算結果。本發(fā)明可以應用于多個應用領域，如無線體域網(WBANs)、智能電網(Smart Grids)、無線傳感器網絡(WSNs)等。

技術領域

本發(fā)明屬于隱私保護技術領域，涉及一種具有隱私保護的多功能數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及方法，特別涉及一種在不泄露數(shù)據(jù)的情況下計算數(shù)據(jù)集的均值、方差、最小值、最大值等統(tǒng)計結果的多功能數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及方法。

背景技術

無線體域網(WBANs)需要對用戶心跳、脈搏、血壓、體溫等生理信息進行統(tǒng)計分析以實現(xiàn)用戶的遠程保健和監(jiān)控等應用。但這些信息涉及用戶健康狀態(tài)的敏感信息。智能電網(Smart Grids)需要對用戶集的用電信息進行分析以便進行恰當?shù)碾娏空{控。但用戶用電量既直接包含用戶的隱私信息又隱含了用戶的個人生活習慣等其他敏感信息。無線傳感器網絡(WSNs)需要對傳感設備感知的信息進行統(tǒng)計分析以實現(xiàn)對用戶的各種服務。但傳感設備感知的信息(如位置等)往往涉及用戶的敏感信息。因此，如何在用戶敏感信息不被泄露的情況下對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析是一個重要課題。

實際應用需求往往要求對同一數(shù)據(jù)集進行各種統(tǒng)計分析，如計算該數(shù)據(jù)集的均值、方差、最大值、最小值等。為了提高計算效率和實用性，在用戶敏感信息不被泄露的情況下同時實現(xiàn)數(shù)據(jù)的多項統(tǒng)計結果的高效計算是一個非常具有挑戰(zhàn)性的課題。

發(fā)明內容

為了在保證數(shù)據(jù)集不被泄露的情況下有效提高計算數(shù)據(jù)集各種統(tǒng)計結果的速度，本發(fā)明提供了一種具有隱私保護的多功能數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明的系統(tǒng)所采用的技術方案是：一種具有隱私保護的多功能數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于：包括數(shù)據(jù)提供結點DPN、數(shù)據(jù)擾動結點DDN、數(shù)據(jù)處理結點DHN和數(shù)據(jù)分析結點DAN；所述數(shù)據(jù)提供結點DPN設置有若干，用于提供原始數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)擾動結點DDN負責對收到的數(shù)據(jù)進行擾動處理；所述數(shù)據(jù)處理結點DHN負責對擾動后的數(shù)據(jù)進行處理；所述數(shù)據(jù)分析結點DAN負責整個系統(tǒng)的初啟工作，對數(shù)據(jù)處理結點DHN的計算結果進行去噪操作得到精確的計算結果。

本發(fā)明的方法所采用的技術方案是：一種具有隱私保護的多功能數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：系統(tǒng)初始化；

步驟2：數(shù)據(jù)加密；

步驟3：數(shù)據(jù)擾動，對加密數(shù)據(jù)進行亂序、加噪處理并聚合；

步驟4：數(shù)據(jù)處理，對擾動后的數(shù)據(jù)進行處理；

步驟5：數(shù)據(jù)去噪，對處理結果進行去噪操作得到精確的處理結果。

本發(fā)明方法與現(xiàn)有的技術相比有如下的優(yōu)點和有益效果：

本發(fā)明在保證數(shù)據(jù)不被泄露的情況下實現(xiàn)數(shù)據(jù)集的多個統(tǒng)計結果的高效計算，具有很高的實用性。本發(fā)明是一種通用的數(shù)據(jù)處理方案，可以應用于多個應用領域，如無線體域網(WBANs)、智能電網(Smart Grids)、無線傳感器網絡(WSNs)等。

附圖說明

圖1：本發(fā)明實施例的系統(tǒng)模型圖；

圖2：本發(fā)明實施例的方法流程圖。

具體實施方式

為了便于本領域普通技術人員理解和實施本發(fā)明，下面結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述，應當理解，此處所描述的實施示例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。