[發明專利]一種具有隱私保護的私有屬性集交集求解方法

有效

• 申請號: 201810635872.3
• 申請日: 2018-06-20
• 公開（公告）號: CN108737115B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 沈華;張明武;李兵兵;陳效;孫代杰;張劭辰;彭博;杜林
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學
• 主分類號: H04L9/32
• 分類號: H04L9/32;H04L9/00;H04L29/06;H04L9/30
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魏波

本發明公開了一種具有隱私保護的私有屬性集交集求解方法，假設系統有n個用戶、1個網關和1個控制中心。用戶將包含自己私有屬性集信息的密文發送給網關；網關對用戶密文實施運算，將運算得到的密文發送給控制中心；控制中心根據收到的密文得到n個用戶的私有屬性集的交集。本發明將用戶的私有屬性集表示為一個滿足霍納法則的一元多項式，并結合同態加密算法，使得在不泄露用戶私有屬性集的情況下，獲得用戶私有屬性集的交集。本發明可用于社交網絡、電子商務、電子政務、輿情管理等領域中的用戶特征分析，具有很高的實用性。

技術領域

本發明屬于信息安全技術領域，涉及一種具有隱私保護的高效私有屬性集交集求解方法，特別涉及針對用戶私有屬性集隱私保護的需要，通過結合同態加密算法、霍納法則的一種具有隱私保護的高效私有屬性集交集求解方法。

背景技術

隨著互聯網大數據的各種應用滲透到人們生活的方方面面，這些應用在給人們的生活帶來便利的同時，也給人們的隱私帶來了越來越強烈的威脅。因此，大數據時代的隱私保護問題是一個值得研究的問題。隱私保護的數據計算是一種基本的大數據隱私保護技術。該技術能夠在不泄漏隱私數據的同時完成隱私數據之間的計算任務。隱私保護集合交集是其中應用非常廣泛的一類數據計算。該類計算實現在不泄漏輸入集合的情況下計算輸入集合的交集。

目前實現隱私保護集合交集的技術有不經意多項式計算的隱私保護集合交集協議。該協議將參與方集合元素表示為多項式的根，利用多項式的數學性質來計算交集，并采用同態加密算法加密交互過程中的信息來保證協議的隱私性。但該協議中，多項式的次數過高，會導致同態加密運算中指數的計算代價太大。有研究者利用哥德爾編碼和同態加密算法解決隱私保護集合交集問題，但這種方案智能解決多個集合間的交集問題，不能解決2個集合間的交集問題。如何高效的實現具有隱私保護的n(n≥2)個集合的交集求解是亟待解決的問題。

發明內容

為了解決上述的技術問題，本發明提供了一種具有隱私保護的高效私有屬性集交集求解方法。

本發明所采用的技術方案是：一種具有隱私保護的高效私有屬性集交集求解方法，假設系統由n個用戶、1個網關GW和1個控制中心CC組成；將用戶U_i的私有屬性集記為W_i，i＝1,2,…,n，屬性集中的各個屬性取自屬性字典Σ，即假設M＝|Σ|，Σ＝{w₁,w₂,…,w_M}，其中w_j表示屬性字典Σ中的第j個屬性，j＝1,2,…,M；

其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟1：系統初始化；

步驟2：用戶私有屬性集密文生成；

步驟3：具有隱私保護的交集計算；

步驟4：用戶私有屬性集交集獲取。

作為優選，步驟1的具體實現包括以下子步驟：

步驟1.1：控制中心CC首先設置一個能保證系統安全性的安全參數，然后根據安全參數生成系統參數、加密參數以及自己的公私鑰對；

步驟1.2：網關GW生成自己的公私鑰對；

步驟1.3：用戶生成自己的公私鑰對，向控制中心CC發生注冊請求，控制中心CC向其返回加密參數。

作為優選，步驟2的具體實現包括以下子步驟：

步驟2.1：用戶根據獲得的加密參數將自己的私有屬性集表示為一個滿足霍納法則的一元多項式；

步驟2.2：利用控制中心CC的私鑰和同態加密算法對該一元多項式進行加密形成密文；

步驟2.3：用戶U_i用自己的私鑰對生成的密文進行簽名；