[發(fā)明專利]一種基于向量同態(tài)加密的隱私保護(hù)層次聚類(lèi)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710513628.5
• 申請(qǐng)日: 2017-06-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107241182B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊浩淼;綦偉良;何偉超;黃云帆;冉鵬;姚銘軒;金保隆;汪小芬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04L9/00
• 分類(lèi)號(hào): H04L9/00;H04L9/08
• 代理公司: 成都玖和知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 51238
• 代理人: 黎祖琴

1.一種基于向量同態(tài)加密的隱私保護(hù)層次聚類(lèi)方法，其特征在于：所述方法包括：

(1)聚類(lèi)分析開(kāi)始，客戶端接收待聚類(lèi)向量組(x₁，x₂，…x_n)，待聚類(lèi)向量組(x₁，x₂，…x_n)由n個(gè)待聚類(lèi)的樣本組成；

(2)使用密鑰矩陣S、向量同態(tài)加密方法對(duì)待聚類(lèi)向量組(x₁，x₂，…x_n)進(jìn)行加密，在加密過(guò)程中保留密鑰交換矩陣M、比特?cái)U(kuò)展矩陣W，得到密文向量組(c₁,c₂,…,c_n)；

(3)根據(jù)密鑰交換矩陣M與比特?cái)U(kuò)展矩陣W，計(jì)算求得矩陣A，使得AM＝W，定義中間矩陣H＝A^TA；

(4)將中間矩陣H與密文向量組(c₁,c₂,…,c_n)傳送至聚類(lèi)服務(wù)器進(jìn)行聚類(lèi)分析，為密文向量組(c₁,c₂,…,c_n)中的每一個(gè)向量附上聚類(lèi)標(biāo)簽；

(5)聚類(lèi)服務(wù)器將聚類(lèi)分析完成的密文向量組(c₁,c₂,…,c_n)發(fā)送回客戶端，由客戶端使用密鑰矩陣S進(jìn)行解密，根據(jù)各個(gè)向量的標(biāo)簽組合得到聚類(lèi)結(jié)果；

其中，n為正整數(shù)，T為隨機(jī)矩陣。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于向量同態(tài)加密的隱私保護(hù)層次聚類(lèi)方法，其特征在于：所述向量同態(tài)加密的方法包括：

(A)生成隨機(jī)矩陣T，同時(shí)生成大整數(shù)w及整數(shù)l，大整數(shù)w＞＞隨機(jī)矩陣T中的任一元素，并且2^l大于待聚類(lèi)向量組(x₁，x₂，…x_n)中的任一元素；

(B)設(shè)置密鑰S1，通過(guò)得到對(duì)應(yīng)的密鑰交換矩陣M，記錄密鑰交換矩陣M和密鑰矩陣S；

(C)根據(jù)密鑰交換矩陣M及c＝Mx^*，得到密文向量組(c₁，c₂，…c_n)；

其中，T∈Z^n×n，S1＝[I,T]，I為單位矩陣，n×n為T(mén)的維度，Y為隨機(jī)矩陣，E為隨機(jī)噪聲矩陣，n為正整數(shù)，密鑰矩陣S為密鑰S1。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于向量同態(tài)加密的隱私保護(hù)層次聚類(lèi)方法，其特征在于：步驟(4)中聚類(lèi)分析包括：

(a)接收待聚類(lèi)向量的密文向量組(c₁,c₂,…,c_n)及中間矩陣H，給密文向量組(c₁,c₂,…,c_n)中每個(gè)待聚類(lèi)向量附上各不相同的標(biāo)簽，記錄現(xiàn)有類(lèi)的數(shù)目n；

(b)計(jì)算兩個(gè)向量c_i,c_j之間的相似度，將計(jì)算結(jié)果保存在鄰接矩陣D；

(c)查找步驟(b)中鄰接矩陣D，將相似度最高的兩個(gè)類(lèi)的向量的類(lèi)合為一個(gè)類(lèi)，更新密文向量組(c₁,c₂,…,c_n)中所有類(lèi)的標(biāo)簽，定義n＝n-1；

(d)檢查類(lèi)的數(shù)量達(dá)到預(yù)設(shè)值，是則返回結(jié)果，否則返回步驟(b)進(jìn)行新一輪迭代；

其中，i為小于n的正整數(shù)，j為小于n的正整數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于向量同態(tài)加密的隱私保護(hù)層次聚類(lèi)方法，其特征在于：所述相似度最高的兩個(gè)類(lèi)為距離最近的兩個(gè)類(lèi)。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于向量同態(tài)加密的隱私保護(hù)層次聚類(lèi)方法，其特征在于：所述類(lèi)為數(shù)據(jù)點(diǎn)。