[發明專利]基于動態預算分配的無限數據流實時隱私保護方法及系統

在審

• 申請號: 202210098965.3
• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN114417423A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 楊樹森;任雪斌;趙鵬;石亮
• 申請（專利權）人: 杭州卷積云科技有限公司
• 主分類號: G06F21/62
• 分類號: G06F21/62
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 張宇鴿

1.基于動態預算分配的無限數據流實時隱私保護方法，其特征在于，包括：

步驟1：設定時間窗口的長度和總的隱私預算，并對時間窗口的長度和總的隱私預算進行處理，分別獲取偏差計算和發布策略選擇的隱私預算；

步驟2：基于發布策略選擇的隱私預算和吸收前一個選擇擾動策略的時刻到當前時刻所節省的隱私預算，獲取當前時刻發布策略選擇的隱私預算；

步驟3：基于偏差計算的隱私預算，對所有用戶的原始數據進行隨機擾動，獲取基于偏差計算的真實頻數的無偏估計；

步驟4：基于偏差計算的真實頻數的無偏估計，獲取當前時刻統計量和前一相鄰時刻統計發布值之間偏差的無偏估計量；

步驟5：基于當前時刻發布策略選擇的隱私預算，對所有用戶的原始數據進行隨機擾動，獲取基于策略選擇的真實頻數的無偏估計；

步驟6：對基于策略選擇的真實頻數的無偏估計進行處理，獲取無偏估計的均方誤差；

步驟7：判斷無偏估計量是否大于均方誤差，若是，選擇擾動策略，輸出基于策略選擇的真實頻數的無偏估計；若否，選擇近似策略，輸出前一相鄰時刻發布值作為當前時刻發布值的近似值，不消耗隱私預算。

2.根據權利要求1所述的基于動態預算分配的無限數據流實時隱私保護方法，其特征在于，所述對時間窗口的長度和總的隱私預算進行處理，分別獲取偏差計算和發布策略選擇的隱私預算，具體為：

設定時間窗口的長度w和總的隱私預算ε，將總的隱私預算均分為2w份，隱私預算的使用都將以ε/(2w)的倍數進行，每個時刻下偏差計算和發布策略選擇分配到的隱私預算均為ε/(2w)，當前時刻t下，用于偏差計算的隱私預算為ε_t，1＝ε/(2w)，用于發布策略選擇的隱私預算為ε_t，2＝ε/(2w)。

3.根據權利要求2所述的基于動態預算分配的無限數據流實時隱私保護方法，其特征在于，所述基于發布策略選擇的隱私預算和吸收前一個選擇擾動策略的時刻到當前時刻所節省的隱私預算，獲取當前時刻發布策略選擇的隱私預算，具體為：

基于發布策略選擇的隱私預算吸收從前一個選擇擾動策略的時刻l到當前時刻這中間節省的隱私預算，在當前時刻t，由前一個選擇擾動策略的時刻l所取消的隱私預算ε_N＝ε_l，2-ε/(2w)，吸收的隱私預算和預先分配的預算總和為ε_A＝(t-l)*ε/(2w)-ε_N，用于時刻t發布策略選擇的隱私預算ε_t，2為：

ε_t，2＝min{ε_A，ε/2}

其中，ε_l，2為前一個選擇擾動策略的時刻l的隱私預算。

4.根據權利要求3所述的基于動態預算分配的無限數據流實時隱私保護方法，其特征在于，所述基于偏差計算的隱私預算，對所有用戶的原始數據進行隨機擾動，獲取基于偏差計算的真實頻數的無偏估計，具體為：

基于偏差計算的隱私預算，使用自適應選取隨機擾動算法處理本地數據，將每個用戶的原始數據轉化為所有N個用戶可能取值的值域中的一個值將擾動值發送給服務器，其中j＝1，2，...，N，服務器根據收集的擾動值頻數結果校正出一個真實頻數c_t1的無偏估計

5.根據權利要求4所述的基于動態預算分配的無限數據流實時隱私保護方法，其特征在于，所述基于偏差計算的真實頻數的無偏估計，獲取當前時刻統計量和前一相鄰時刻統計發布值之間偏差的無偏估計量，具體為：

服務器利用計算一個真實頻數c_t和前一相鄰時刻統計發布值r_t-1之間差值的無偏估計量dis，差值采用平方距離。