[發(fā)明專利]一種維持關鍵路徑可用的隱私保護工作流發(fā)布方法

有效

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• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN112149178B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發(fā)明（設計）人: 祝永晉;倪巍偉;閆冬;李昆明
• 申請（專利權）人: 江蘇方天電力技術有限公司;東南大學
• 主分類號: G06F21/62
• 分類號: G06F21/62
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 杜靜靜

本發(fā)明公開一種維持關鍵路徑可用的隱私保護工作流發(fā)布方法，包括如下步驟：基于目標模塊對間的關鍵路徑，劃分工作流中的零次訪問邊、全次訪問邊與部分訪問邊；引入工作流(k,ε)?關鍵路徑匿名隱私保護模型，對目標模塊對間的關鍵路徑進行匿名處理，擾動Top?k路徑上的邊權重，實現(xiàn)(k,ε)?關鍵路徑匿名同時維持世系工作流圖結構不變；為解決當目標模塊間路徑數(shù)低于k值所導致的匿名強度損失問題，基于模塊分解進行路徑分裂，尋找并拆分匿名路徑上復合模塊實現(xiàn)路徑分裂，使工作流發(fā)布圖嚴格滿足(k,ε)?關鍵路徑匿名。在防止基于關鍵路徑隱私攻擊的同時，兼顧對關鍵路徑拓撲結構可用性的維持。

技術領域

本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)隱私保護發(fā)布方法，面向對象是世系工作流，實現(xiàn)工作流中的關鍵路徑匿名保護。

背景技術

隨著數(shù)據(jù)共享應用的不斷深入，對描述數(shù)據(jù)產(chǎn)生與演化原理的世系工作流進行共享發(fā)布的需求日益迫切。世系工作流通常以有向無環(huán)圖(DAG，Directed acyclic graph)的形式表示，結點表示工作流的功能模塊，有向邊表示模塊之間的數(shù)據(jù)流向及邏輯順序，邊權值表示模塊間的執(zhí)行代價與傳輸代價。通過分析工作流關鍵路徑及路徑上的功能模塊，可衡量完成整個工作流程所需最短時間，進而控制時間與成本代價，關鍵路徑中的模塊連接序列，即關鍵路徑拓撲結構是工作流重要可用性之一。對世系工作流的共享發(fā)布導致包含關鍵路徑結構在內的工作流結構隱私泄露，進而攻擊者通過獲取關鍵路徑得知關鍵活動，人為惡意干預特定功能模塊的執(zhí)行，使得工作流執(zhí)行代價增加，導致資源的浪費。世系工作流隱私保護共享發(fā)布中關鍵路徑結構可用性的維持已成為迫切需要解決的問題。

基于局部最優(yōu)思想的圖權重/結構擾動是近年來實現(xiàn)圖結構數(shù)據(jù)匿名發(fā)布的常用方法，通過設計針對特定可用性的擾動算法，使攻擊者無法確切推測出真實數(shù)據(jù)，起到保護圖數(shù)據(jù)隱私的作用。已有的針對路徑可用性的圖數(shù)據(jù)匿名方法存在以下不足：

(1)在保證存在至少k條長度相同的候選路徑的同時，未兼顧對路徑真實長度的隱藏，若攻擊者已知某特殊節(jié)點位于關鍵路徑上，仍存在關鍵路徑泄露風險；

(2)當目標節(jié)點間路徑數(shù)目低于匿名強度k時，維持圖結構不變的權重擾動方法難以保證發(fā)布圖中關鍵路徑的泄露概率不超過1/k。

發(fā)明內容

針對上述問題，本發(fā)明公開一種維持關鍵路徑可用的隱私保護工作流發(fā)布方法，引入(k,ε)-關鍵路徑匿名隱私保護模型，并基于該匿名模型提出相應的世系工作流關鍵路徑匿名方法，在防止基于關鍵路徑隱私攻擊的同時，兼顧對關鍵路徑拓撲結構可用性的維持。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術方案為一種隱私保護世系工作流共享發(fā)布方法，包括如下步驟：

步驟(1)給定原始工作流WF，目標模塊對集合H，基于有向邊在關鍵路徑中參與程度不同分為三類，零次訪問邊(NVE)、全次訪問邊(AVE)和部分訪問邊(PVE)；

步驟(2)對目標模塊對間的關鍵路徑進行匿名處理，擾動Top-k路徑上的邊權重，使路徑權重在擾動后均滿足ε-誤差等價性；若模塊對間不足k條路徑，無法實現(xiàn)Top-k路徑間的ε-誤差等價性，繼續(xù)轉步驟(3)；

步驟(3)當H中存在目標模塊間少于k條路徑時，僅執(zhí)行步驟(2)后工作流不滿足(k,ε)-關鍵路徑匿名，采用路徑分裂方法，發(fā)現(xiàn)目標模塊對路徑中的復合模塊，對其進行模塊功能分解，實現(xiàn)路徑分裂，保證處理后的工作流滿足(k,ε)-關鍵路徑匿名。

為便于后續(xù)描述，給定如下形式化定義：