[發明專利]一種基于聯合隨機翻轉的差分隱私保護方法

在審

• 申請號: 202111248409.1
• 申請日: 2021-10-26
• 公開（公告）號: CN113886889A
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 王永;胡勇進;高明星;彭俊杰
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: G06F21/62
• 分類號: G06F21/62
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 廖曦

1.一種基于聯合隨機翻轉的差分隱私保護方法，其特征在于：該方法具體包括以下步驟：

S1：將U中的所有評分數據r_ij利用編碼機制編碼成二進制形式b_ij，t；r_ij表示第i個用戶對第j個物品的評分，利用編碼機制編碼成二進制形式b_ij，t，t的范圍為1～L，L為編碼長度；

S2：每個用戶的二進制數據轉換成二進制矩陣b_i：

S3：每個用戶的二進制矩陣拼接成用戶二進制矩陣B：

B＝[b₁，b₂，...b_i]；

S4：對用戶二進制矩陣B進行聯合隨機翻轉得到B′：

B′＝[b′₁，b′₂，...b′_i]；

S5：將B′進行S2中的反向操作展開U′：

U′＝[u′₁，u′₂，...u′_i]

u′_i＝[(b′_i1，1，b′_i1，2，...b′_i1，L)，(b′_i2，1，b′_i2，2，...b′_i2，L)，...，(b′_ij，1，b′_ij，2，...b′_ij，L)]；

S6：利用漢明距離求U′中物品之間相似性，其中漢明距離公式為：

其中，x，y為二進制數，d(x，y)為x，y之間漢明距離，為異或運算符；則物品m和物品n之間的相似性表示為sim(m，n)：

其中L為編碼長度，s為m和n的共同評分用戶集合，len(s)表示集合中共同評分用戶的數量，b′_s[t]，n和b′_s[t]，n分別表示s中第t個共同評分用戶對m，n的評分的聯合隨機翻轉結果；

S6：利用相似性和原始評分U預測未知評分r(u，i)：

其中，N(i)為物品i的鄰居物品集合，r_uj為用戶u對物品j的原始評分，將預測評分大于設定閾值的物品推薦給用戶，完成推薦。

2.根據權利要求1所述的一種基于聯合隨機翻轉的差分隱私保護方法，其特征在于：所述S1中，根據編碼機制編碼原始評分，編碼機制為：

r_i＝(b₁，b₂，...，b_L)

其中L為編碼長度，L＝評分最大值-評分最小值；r_i為評分范圍按升序排列的第i個值，b_i∈{0，1}，i∈[1，L]的整數，式子中b₁至b_L-i+1為0，b_L-i+2至b_L為1。

3.根據權利要求1所述的一種基于聯合隨機翻轉的差分隱私保護方法，其特征在于，所述S4中，對用戶二進制矩陣B進行聯合隨機翻轉得到B′，聯合隨機翻轉的公式為：r_i＝(b₁，b₂，...，b_L-i+1，b_L-i+2，...，b_L)

其中ε為隱私預算，對于用戶二進制矩陣B：

B＝[b₁，b₂，...b_i]＝[(V₁₁，V₁₂，...，V_1L)，(V₂₁，V₂₂，...，V_2L)，，(V_i1，V_i2，...，V_iL)]

將二進制矩陣B中的每一列V以p的概率全部翻轉，即V中所有的1翻轉為0，所有0翻轉為1；以q的概率不翻轉，即V中所有1和0均保持不變。