[發明專利]一種基于R-鄰域關系與差分隱私的四分樹隱私保護方法

在審

• 申請號: 202111006902.2
• 申請日: 2021-08-30
• 公開（公告）號: CN113704788A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 鄒云峰;許道強;江明;單超;朱峰
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司營銷服務中心;國網江蘇省電力有限公司
• 主分類號: G06F21/60
• 分類號: G06F21/60;G06F21/62;G06F21/64
• 代理公司: 北京智繪未來專利代理事務所(普通合伙) 11689
• 代理人: 張紅蓮;王萍

1.一種基于R-鄰域關系與差分隱私的四分樹隱私保護方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，獲取數值型關系原數據集D，計算原數據集D中任意兩條數據記錄之間的距離，并設置四分樹深度約束值h和隱私預算ε；

步驟2，以步驟1的計算結果和設置的值，計算原數據集D中每條數據記錄k鄰域半徑，選擇最小的k鄰域半徑，作為后續構建四分樹所使用的鄰域半徑R的值；

步驟3，以步驟1的計算結果和步驟2獲得鄰域半徑R的值，構造原數據集D中每條數據記錄的R-鄰域，計算R-鄰域密度、數據記錄間R-鄰域相似度、數據記錄間R-鄰域近聚度；

步驟4，按照步驟3獲得的原數據集D中每條數據記錄的R-鄰域密度大小，對數據記錄進行排序，計算分裂閾值；

步驟5，以步驟4的排序結果，根據R-鄰域近聚度，構建原數據集D的四分樹；

步驟6，根據四分樹實際深度為realH，分配隱私預算，添加拉普拉斯噪聲，獲得加噪聲數據集D^*；

步驟7，將加噪聲數據集D^*提交給不可信數據挖掘方，供其使用。

2.根據權利要求1所述的一種基于R-鄰域關系與差分隱私的四分樹隱私保護方法，其特征在于：

步驟1中，原數據集D為供電數據集，為數值型關系數據集。

3.根據權利要求1所述的一種基于R-鄰域關系與差分隱私的四分樹隱私保護方法，其特征在于：

步驟1具體包括：

步驟1.1，獲取數值型關系原數據集D，以如下公式表示，

x_p∈D，p＝1，2，…，N

式中：

x_p表示原數據集D中的第p條數據記錄，

N表示原數據集D中數據記錄的條數，

m表示原數據集D中數據記錄的屬性數目，

表示x_p的第i個屬性的數值；

步驟1.2，對于數據記錄x_p，x_q∈D，計算數據記錄x_p，x_q之間的距離，以如下公式表示，

式中：

d(x_p，x_q)表示數據記錄x_p，x_q之間的距離，

m表示數值型關系原數據集D中數據記錄的屬性數目，

表示x_p的第i個屬性的數值，表示x_q的第i個屬性的數值。

步驟1.3，設置四分樹深度約束值h；設置隱私預算ε。

4.根據權利要求3所述的一種基于R-鄰域關系與差分隱私的四分樹隱私保護方法，其特征在于：

步驟1.3中，四分樹深度約束值h的取值范圍為大于等于2且小于N的整數；隱私預算ε的取值范圍為大于0小于1。

5.根據權利要求3或4所述的一種基于R-鄰域關系與差分隱私的四分樹隱私保護方法，其特征在于：

步驟2具體包括：

步驟2.1，以步驟1獲得的原數據集D中數據記錄的條數和設置的四分樹深度約束值h，計算k值，以如下公式表示，

式中：

N表示原數據集D中數據記錄的條數，

h表示四分樹深度約束值h，

步驟2.2，以步驟2.1計算獲得的k值，計算原數據集D中每條數據記錄的k鄰域半徑，以k-R(x_p)表示數據記錄x_p的k鄰域半徑，數據記錄x_p的k鄰域半徑k-R(x_p)滿足的約束條件為，原數據集D中與數據記錄x_p之間的距離小于等于k-R(x_p)的數據記錄數目恰好為k，選擇最小的k鄰域半徑，作為后續構建四分樹所使用的鄰域半徑R的值。