[發(fā)明專利]一種面向大型商場交易記錄的高安全性頻繁項集挖掘方法

有效

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• 申請日: 2018-12-19
• 公開（公告）號: CN109743299B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬晨陽;王保倉;柴炎廷;楊愛潔;宋威;周立國
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L9/30
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心 61205
• 代理人: 陳宏社;王品華

本發(fā)明提出了一種面向大型商場交易記錄的高安全性頻繁項集挖掘方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的數(shù)據(jù)挖掘過程中安全性較低的技術(shù)問題。實現(xiàn)步驟為：云服務(wù)提供者CSP和評估員分別獲取自己的公私鑰對；CSP計算聯(lián)合公鑰并發(fā)送給用戶；每個用戶將加密后的交易記錄發(fā)送給CSP；挖掘者生成挖掘問詢并發(fā)送給CSP；CSP計算置換后的內(nèi)積密文并發(fā)送給評估員；評估員將對置換后的內(nèi)積密文ω'_δ進(jìn)行評估的結(jié)果v發(fā)送給CSP；CSP計算挖掘結(jié)果并發(fā)送給挖掘者。本發(fā)明中用戶通過聯(lián)合公鑰對交易記錄進(jìn)行加密，提高了協(xié)議的安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于信息安全技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種面向大型商場交易記錄的高安全性頻繁項集挖掘方法。

背景技術(shù)

隨著云服務(wù)的興起，很多用戶為了節(jié)約存儲空間，選擇將自己的數(shù)據(jù)存儲在云服務(wù)器上，于是，云服務(wù)器擁有大量數(shù)據(jù)，而其中的一些數(shù)據(jù)之間可能存在某種隱藏的關(guān)系，這種關(guān)系可以用來進(jìn)行市場預(yù)測，入侵檢測和網(wǎng)絡(luò)流量管理等。為了揭示這種隱藏的關(guān)系，出現(xiàn)了數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)。關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘是數(shù)據(jù)挖掘中一種重要的方法，頻繁項集挖掘又是關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘的基礎(chǔ)步驟，因此，頻繁項集的挖掘是至關(guān)重要的。在挖掘大型商場交易記錄的頻繁項集過程中，半誠實的第三方可能獲取與交易記錄相關(guān)的信息，但是用戶并不希望泄露這些隱私信息，于是需要對用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)行隱私保護(hù)，所以，需要一種面向大型商場交易記錄的高安全性頻繁項集挖掘方法。

為了在頻繁項集挖掘的過程中保護(hù)數(shù)據(jù)隱私，一些基于隨機(jī)化的頻繁項集挖掘方法被提出，但是這些方法不能保證頻繁項目挖掘的準(zhǔn)確性和實用性，因此，Yi et al.提出了基于密碼學(xué)的頻繁項集挖掘方法，用戶對自己的交易記錄進(jìn)行加密，然后將密文數(shù)據(jù)上傳給云服務(wù)器，多個半誠實的輔助服務(wù)器和云服務(wù)器進(jìn)行交互計算挖掘結(jié)果。這種方法在一定程度上實現(xiàn)了對交易記錄的隱私保護(hù)，但是需要多個半誠實的輔助服務(wù)器，帶來了通信消耗，增加了協(xié)議運行時間。因此，Shuo Qiu等人在期刊《Transactions on CloudComputing》上發(fā)表了題目為“Toward Practical Privacy-Preserving Frequent ItemsetMining on Encrypted Cloud Data”的論文(2017,99:1-1)，公開了一種面向大型商場交易記錄的隱私保護(hù)頻繁項集挖掘方法，在其挖掘模型中只有四個實體，用戶，云服務(wù)提供者CSP，挖掘者和評估員。用戶對自己的交易記錄進(jìn)行加密，并將加密后的結(jié)果發(fā)送給CSP，挖掘者生成挖掘問詢并發(fā)送給CSP，CSP和評估員進(jìn)行交互挖掘頻繁項集，得到挖掘結(jié)果并發(fā)送給挖掘者。由于僅僅使用一個輔助服務(wù)器(評估員)和CSP進(jìn)行交互，降低了通信消耗，提高了挖掘效率。但是在用戶使用評估員的公鑰對自己的交易記錄進(jìn)行加密，然后將密文發(fā)送給CSP的過程中，存在密文數(shù)據(jù)被評估員截獲的安全性問題，而評估員擁有私鑰，可以直接對截獲的密文進(jìn)行解密，獲得明文交易記錄，破壞了頻繁項集挖掘方法的安全性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提出了一種面向大型商場交易記錄的高安全性頻繁項集挖掘方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的數(shù)據(jù)挖掘過程中安全性較低的技術(shù)問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案包括如下步驟：

(1)云服務(wù)提供者CSP和評估員分別獲取自己的公私鑰對：

云服務(wù)提供者CSP和評估員分別采用密鑰生成算法EDD.KeyGen生成各自的公私鑰對，云服務(wù)提供者CSP的公私鑰對為{PK_CSP,SK_CSP}，評估員的公私鑰對為{PK_EVA,SK_EVA}，其中，PK_CSP為CSP的公鑰，SK_CSP為CSP的私鑰，PK_EVA為評估員的公鑰，SK_EVA為評估員的私鑰；

(2)云服務(wù)提供者CSP計算聯(lián)合公鑰PK，并發(fā)送給用戶：