[發(fā)明專(zhuān)利]一種隱私保護(hù)的數(shù)據(jù)流統(tǒng)計(jì)發(fā)布方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011294795.3
• 申請(qǐng)日: 2020-11-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112417500A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范冰冰;蔡偉源
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華南師范大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F21/62
• 分類(lèi)號(hào): G06F21/62
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 李斌

1.一種隱私保護(hù)的數(shù)據(jù)流統(tǒng)計(jì)發(fā)布方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：利用固定大小的滑動(dòng)窗口對(duì)數(shù)據(jù)流選取一定時(shí)間長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)計(jì)算前一個(gè)發(fā)布與當(dāng)前時(shí)刻的數(shù)據(jù)點(diǎn)的差異度；

步驟二：自適應(yīng)地循環(huán)分配隱私預(yù)算，確定直方圖的發(fā)布方式；

步驟三：使用輪盤(pán)賭選擇排序算法，對(duì)當(dāng)前時(shí)刻的數(shù)據(jù)進(jìn)行排序，得到排序后的直方圖數(shù)據(jù)；

步驟四：對(duì)所述排序后的直方圖數(shù)據(jù)進(jìn)行基于貪心思想的聚類(lèi)劃分操作，得到多個(gè)分組；

步驟五：對(duì)得到的多個(gè)分組進(jìn)行均值替代后添加噪聲，發(fā)布對(duì)應(yīng)的加噪直方圖。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隱私保護(hù)的數(shù)據(jù)流統(tǒng)計(jì)發(fā)布方法，其特征在于，在所述步驟一中，所述利用固定大小的滑動(dòng)窗口對(duì)數(shù)據(jù)流選取一定時(shí)間長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)計(jì)算前一個(gè)發(fā)布與當(dāng)前時(shí)刻的數(shù)據(jù)點(diǎn)的差異度包括：

給定一個(gè)無(wú)限生成的數(shù)據(jù)流表示為T(mén)＝{D₁，D₂，...，D_i-1，D_i，...}，其中，數(shù)據(jù)點(diǎn)D_i表示為在時(shí)間區(qū)間[i-1，i)下，數(shù)據(jù)流中所有用戶(hù)發(fā)生事件x_i1、x_i2、...、x_id等的記錄的統(tǒng)計(jì)數(shù)序列，D_i＝{x_i1，x_i2，...，x_id}。，其中，x_ij，j＝1，2，...d為數(shù)據(jù)流在第i個(gè)時(shí)間戳下，發(fā)生了事件x_j的記錄{x_j＝1，0，...，0}的頻數(shù)，對(duì)于任意時(shí)間戳i，激活一個(gè)w時(shí)間長(zhǎng)度的滑動(dòng)窗口覆蓋i-w+1到i時(shí)間戳上的數(shù)據(jù)集，截選部分?jǐn)?shù)據(jù)T_w＝{D_i-w+1，D_i-w+2，...，D_i}。；

實(shí)時(shí)計(jì)算前一個(gè)發(fā)布與當(dāng)前時(shí)刻的數(shù)據(jù)點(diǎn)的差異度其計(jì)算方式為：其中，表示在時(shí)間戳i-1下發(fā)布的加噪直方圖對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，是指i-1時(shí)刻發(fā)布的加噪直方圖中的事件k的桶計(jì)數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隱私保護(hù)的數(shù)據(jù)流統(tǒng)計(jì)發(fā)布方法，其特征在于，在所述步驟二中，所述的自適應(yīng)地循環(huán)分配隱私預(yù)算，確定直方圖的發(fā)布方式包括：

計(jì)算數(shù)據(jù)點(diǎn)D_i的待分配隱私預(yù)算ε_i，若當(dāng)前時(shí)刻i小于窗口長(zhǎng)度w，令否則，其中，ε代表總的隱私預(yù)算，ε_k為k時(shí)刻發(fā)布的數(shù)據(jù)點(diǎn)已分配的預(yù)算大小；

將前一個(gè)發(fā)布與當(dāng)前時(shí)刻的數(shù)據(jù)點(diǎn)的差異度與待添加的噪聲規(guī)模比較大小，如果差異度小于待添加的噪聲規(guī)模，用前一個(gè)發(fā)布的直方圖作為當(dāng)前時(shí)刻數(shù)據(jù)點(diǎn)的發(fā)布，不分配隱私預(yù)算；

如果差異度大于待添加的噪聲規(guī)模，給當(dāng)前時(shí)刻的數(shù)據(jù)點(diǎn)分配隱私預(yù)算ε_i，用于后續(xù)發(fā)布，其中，待添加的噪聲是指服從拉普拉斯分布的隨機(jī)變量S(F)為全局敏感度，噪聲規(guī)模是指它的方差

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隱私保護(hù)的數(shù)據(jù)流統(tǒng)計(jì)發(fā)布方法，其特征在于，所述步驟三中，輪盤(pán)賭選擇排序算法包括以下步驟：

(3.1).將待發(fā)布的數(shù)據(jù)點(diǎn)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的直方圖，從直方圖中選擇最小的桶計(jì)數(shù)h_t作為選擇條件，初始化一個(gè)空的排序隊(duì)列，將h_t從直方圖中移除后加入到排序隊(duì)列中；

(3.2).根據(jù)給出的選擇條件，計(jì)算直方圖中剩余桶計(jì)數(shù)的適應(yīng)度；

(3.3).計(jì)算直方圖中每個(gè)桶計(jì)數(shù)的選擇概率和累計(jì)概率，然后用輪盤(pán)賭選擇方法從中選擇出一個(gè)桶計(jì)數(shù)h_j，作為選擇條件h_t的下一個(gè)取值，將h_j從直方圖中移除后加入到排序隊(duì)列的末端，更新選擇條件的值為桶計(jì)數(shù)h_j，即令h_t＝h_j；

(3.4).重復(fù)執(zhí)行步驟(3.2)和步驟(3.3)，直至直方圖為空集，得到所述排序隊(duì)列即為排序后的直方圖數(shù)據(jù)。