[發明專利]基于集合運算的保密統計數據共享方法及系統

有效

• 申請號: 202010887048.4
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN111984984B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 蔣瀚;徐秋亮;宋祥福;藺國強;汪達安;許繼月
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G06F21/60
• 分類號: G06F21/60
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張慶騫

本發明屬于信息安全領域，提供了一種基于集合運算的保密統計數據共享方法及系統。其中，基于集合運算的保密統計數據共享方法包括保密統計數據共享的通信一方利用布谷哈希將其輸入集合X映射到哈希表中，保密統計數據共享的通信另一方利用普通哈希將其輸入集合Y中每個元素放置到哈希表中的所有可能位置；利用共享成員測試方法，判斷通信一方的輸入集合中的元素是否屬于通信另一方的輸入集合，得到共享計算結果；基于共享計算結果，計算關于集合X和Y運算的統計信息，利用茫然隨機函數在保密統計數據共享的通信雙方之間傳輸相應集合統計信息。

技術領域

本發明屬于信息安全領域，尤其涉及一種基于集合運算的保密統計數據共享方法及系統。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本發明相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

目前，通過共享分散于多機構的孤立數據、挖掘其中蘊含的潛在價值，從而服務于政府決策以及提高服務質量，已經成為一種客觀需求。然而，在很多場景下，數據持有者往往有隱私需求，并且待分享的數據通常包含一定的商業價值，因而數據持有者不想揭示持有數據的明文信息。況且，國內外關于數據安全的法律法規，如歐洲的GDPR和國內密碼法的生效，為數據安全提出了更高的要求。因此，如何在保護數據隱私的前提下，對分散的數據進行融合計算，發掘數據的潛在價值，已經成為學術界和工業界的熱點研究問題。

在數據共享場景中，一種典型應用需求是集合求交運算。以兩方計算為例，參與方P0持有集合X，P1持有集合Y，執行集合求交運算后，雙方得到交集結果X∩Y，而不泄露任何其他信息。集合求交可廣泛應用于隱私需求較高的保險、醫療、征信等業務場景，如兩個銀行計算共同客戶而不泄露自己持有的客戶群體。然而，僅僅計算集合求交并不能滿足持續擴大的需求。具體來說，很多場景下，通信雙方可能不僅僅滿足于交集計算，而想計算集合運算結果的某些函數輸出。比如，雙方可能只想泄露關于交集的某個函數f(X∩Y)，如交集大小、交集權值和等。發明人發現，在隱私需求較高的保險、醫療、征信等業務場景中，很多時候泄露交集元素都是不被允許的，通信雙方可能會計算集合并集以及基于并集的統計量。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供一種基于集合運算的保密統計數據共享方法及系統，其能夠在不泄露交集元素的前提下，保密計算交集元素的統計信息。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明的第一個方面提供一種基于集合運算的保密統計數據共享方法，包括：

保密統計數據共享的通信一方利用布谷哈希將輸入的集合X映射到哈希表中，保密統計數據共享的通信另一方利用普通哈希將輸入的集合Y中的每個元素放置到哈希表中的所有可能位置；

利用共享成員測試方法，判斷通信一方的輸入集合中的元素是否屬于通信另一方的輸入集合，得到共享計算結果；

基于共享計算結果，計算關于集合X和Y運算的統計信息，利用茫然偽隨機函數在保密統計數據共享的通信雙方之間傳輸相應集合統計信息。

本發明的第二個方面提供了一種基于集合運算的保密統計數據共享系統，其包括：

保密統計數據共享的通信一方，利用布谷哈希將輸入的集合X映射到哈希表中；

保密統計數據共享的通信另一方，利用普通哈希將輸入的集合Y中的每個元素放置到哈希表中的所有可能位置；

保密統計數據共享的通信雙方被配置為：

利用共享成員測試方法，判斷其輸入集合中的元素是否屬于通信另一方的輸入集合，得到共享計算結果，進而計算關于集合X和Y運算的統計信息；

利用茫然偽隨機函數傳輸集合統計信息。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：