[發(fā)明專利]一種具有隱私保護(hù)的可驗(yàn)證多方k-means聯(lián)邦學(xué)習(xí)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011453852.8
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112487481B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐飛;侯瑞琦;梁世凱
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶郵電大學(xué)
• 主分類號: G06F21/62
• 分類號: G06F21/62;G06K9/62;G06N20/00
• 代理公司: 北京同恒源知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

1.一種具有隱私保護(hù)的可驗(yàn)證多方k-means聯(lián)邦學(xué)習(xí)方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1：每個用戶分別加密各自的樣本數(shù)據(jù)，并上傳至云服務(wù)器；

S2：云服務(wù)器隨機(jī)選取k個聚類中心；

S3：云服務(wù)器利用安全乘法協(xié)議和安全距離計(jì)算協(xié)議計(jì)算用戶各個樣本與聚類中心的歐幾里得距離的平方；

S4：云服務(wù)器對距離密文進(jìn)行安全位分解；

S5：云服務(wù)器利用安全距離比較協(xié)議對每個用戶的各個樣本進(jìn)行劃分；

S6：用戶計(jì)算每個聚類中自己所擁有樣本之和和樣本數(shù)；

S7：用戶計(jì)算每個樣本的秘密值和輔助驗(yàn)證值并利用秘密共享協(xié)議計(jì)算出新的聚類中心，上傳至云服務(wù)器；包括以下步驟：

S71：隨機(jī)選取part個隨機(jī)數(shù){x₁，…，x_part}公開，part是用戶的個數(shù)；

S72：每個用戶計(jì)算每個樣本的秘密值和輔助驗(yàn)證值，具體包括：

S721：用戶p，隨機(jī)選取d_p個part-1階多項(xiàng)式：

其中p＝1，2，…，part，j＝1，2，…，d_p，保存記錄多項(xiàng)式的系數(shù)；

S722：用戶p計(jì)算每個樣本對應(yīng)其他用戶的秘密值：

其中p＝1，2，…，part，i＝1，2，…，part，且i≠p，j＝1，2，…，d_p，表示第p個用戶的第j個樣本；

S723：用戶p計(jì)算其中k＝0，…，part-1，j＝1，2，…，d_p，并將上鏈，g為用戶選取的隨機(jī)數(shù)；

S73：用戶利用秘密共享協(xié)議計(jì)算出新的聚類中心，并上傳至云服務(wù)器，具體包括：

S731：用戶p將位于C_τ中的樣本秘密值發(fā)送給用戶i，其中p＝1，2，…，part，C_τ表示第τ個簇，τ＝1，2，…，k，i＝1，2，…，part，且i≠p，j＝1，2，…，d_p；

S732：用戶p接收其他用戶發(fā)送的秘密值，并驗(yàn)證如果通過驗(yàn)證則計(jì)算并發(fā)送給云平臺；

S733：云平臺利用拉格朗日插值法恢復(fù)出a_τ，b_τ，并計(jì)算新的聚類中心μ′_τ，其中τ＝1，2，…，k；

S8：云服務(wù)器計(jì)算新的聚類中心和原聚類中心的距離，如果小于閾值，則結(jié)束聚類操作，否則，更新聚類中心并進(jìn)行下一輪迭代；

S9：用戶及用戶樣本動態(tài)變化；包括以下步驟：

S91：用戶動態(tài)增加，具體包括：

S911：增加用戶生成一個隨機(jī)數(shù)x_part+1并添加增加標(biāo)識符廣播給其他用戶；

S912：用戶part+1隨機(jī)選擇d_part+1個多項(xiàng)式：

其中j＝1，2，…，d_part+1，并且保存多項(xiàng)式的系數(shù)；

S913：用戶part+1計(jì)算每個樣本對應(yīng)其他用戶的秘密值：

其中p＝1，2，…，part+1，i＝1，2，…，part+1，且i≠p，j＝1，2，…，d_part+1，表示第part+1個用戶的第j個樣本；

S914：用戶part+1計(jì)算其中k＝0，…，part，j＝1，2，…，d_part+1，并將上鏈；

S915：添加用戶與原始用戶開始新的k-means聚類算法；

S92：用戶動態(tài)減少，具體包括：

S921：減少用戶p廣播之前生成的隨機(jī)數(shù)x_p并添加減少標(biāo)識符廣播給其他用戶；

S922：其他用戶刪除自身每個樣本對應(yīng)用戶p的秘密值其中j＝1，2，…，d_i，i＝1，2，…，part，且i≠p；

S923：剩下的用戶開始新的k-means聚類算法；

S93：用戶樣本動態(tài)增加，具體包括：

S931：用戶p增加新樣本

S932：用戶p生成一個新的隨機(jī)part-1階多項(xiàng)式：其中需要保存記錄多項(xiàng)式的系數(shù)；

S933：用戶p計(jì)算新樣本對應(yīng)其他用戶的秘密值其中i＝1，2，…，part；

S934：用戶p計(jì)算新樣本的輔助驗(yàn)證值其中k＝0，…，part-1，j＝1，2，…，d_p，并將上鏈；

S935：用戶添加樣本后與其他用戶開始新的k-means聚類算法；

S94：用戶p減少樣本v，具體包括：

S941：用戶刪除樣本v對應(yīng)的多項(xiàng)式及秘密值；

S942：用戶添加樣本后與其他用戶開始新的k-means聚類算法。