[發(fā)明專利]一種抵御合謀攻擊的隱私保護(hù)真值發(fā)現(xiàn)方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310209652.5
• 申請日: 2023-03-07
• 公開（公告）號: CN116471004A
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇國海;林德嘉;陳靜靜;范玉婷;吳永東
• 申請（專利權(quán)）人: 暨南大學(xué)
• 主分類號: H04L9/00
• 分類號: H04L9/00
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 杜柱東

1.一種抵御合謀攻擊的隱私保護(hù)真值發(fā)現(xiàn)方法，其特征在于，設(shè)有可信第三方TA、用戶、服務(wù)端服務(wù)器以及云服務(wù)器，包括以下步驟：

系統(tǒng)初始化，服務(wù)端服務(wù)器通過Paillier加密方案生成公私鑰對，將公鑰發(fā)送給云服務(wù)器，服務(wù)端服務(wù)器根據(jù)任務(wù)答案類型生成一個初始真值；

用戶數(shù)據(jù)匯報(bào)，TA為用戶隨機(jī)選取兩個整數(shù)，用戶使用這兩個隨機(jī)數(shù)對觀測數(shù)據(jù)值和觀測數(shù)據(jù)平方值進(jìn)行擾亂，擾亂后的數(shù)據(jù)發(fā)送到云服務(wù)器；

合謀攻擊檢測，服務(wù)端服務(wù)器為用戶發(fā)放已知真值的任務(wù)，用戶匯報(bào)觀測數(shù)據(jù)，云服務(wù)器在密文域內(nèi)計(jì)算用戶與觀測值的距離和用戶與真值的距離，在已知真值的任務(wù)這個維度進(jìn)行聚合后，將兩個聚合距離密文發(fā)送給服務(wù)端服務(wù)器，服務(wù)端服務(wù)器利用私鑰解密得出兩聚合距離值的明文，計(jì)算合謀攻擊概率分?jǐn)?shù)；

權(quán)值更新，云服務(wù)器通過觀測數(shù)據(jù)的密文和觀測數(shù)據(jù)平方值密文，計(jì)算出用戶觀測數(shù)據(jù)與當(dāng)前真值的距離的密文，云服務(wù)器在任務(wù)維度和用戶維度進(jìn)行聚合計(jì)算，得到兩個聚合密文并發(fā)送到服務(wù)端服務(wù)器，服務(wù)端服務(wù)器利用私鑰對其解密，計(jì)算每個用戶的擾亂權(quán)值；

真值更新，服務(wù)端服務(wù)器在用戶維度對擾亂權(quán)值與其對應(yīng)的隨機(jī)數(shù)的乘積進(jìn)行聚合，利用公鑰對擾亂權(quán)值和聚合值進(jìn)行加密；云服務(wù)器在用戶維度通過聚合擾亂權(quán)值密文計(jì)算每個用戶與其對應(yīng)觀測數(shù)據(jù)乘積的聚合值的密文；通過每個用戶的擾亂權(quán)值密文計(jì)算聚合用戶的權(quán)值的密文和用戶權(quán)值與對應(yīng)用戶的觀測數(shù)據(jù)乘積的聚合值密文，將兩個聚合值的密文發(fā)送到服務(wù)端服務(wù)器進(jìn)行解密，計(jì)算得到當(dāng)前真值；

方法迭代，重復(fù)權(quán)值更新和真值更新步驟，不斷更新用戶的權(quán)值和任務(wù)真值，直到滿足收斂條件，服務(wù)端服務(wù)器輸出真值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抵御合謀攻擊的隱私保護(hù)真值發(fā)現(xiàn)方法，其特征在于，系統(tǒng)初始化具體包括：

密鑰生成，服務(wù)端服務(wù)器向TA請求兩個隨機(jī)的長度相等的大質(zhì)數(shù)p和q，計(jì)算p-1和q-1的最小公倍數(shù)λ＝lcm(p-1,q-1，計(jì)算p和q的乘積N＝p*q，令生成元g＝N+1，定義函數(shù)計(jì)算μ＝(L(g^λ2))^-1，得到公鑰(N,g)，私鑰(λ,μ)；lcm(a,b)表示最小公倍數(shù)運(yùn)算，mod表示模運(yùn)算；

服務(wù)端服務(wù)器根據(jù)任務(wù)類型，生成初始化真值，一般任務(wù)m的真值記作已知真值的任務(wù)m^golden的真值記作

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種抵御合謀攻擊的隱私保護(hù)真值發(fā)現(xiàn)方法，其特征在于，系統(tǒng)初始化還包括：

設(shè)定單批次用戶下限batch，設(shè)定合謀攻擊概率閾值θ，θ∈(0,1]。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種抵御合謀攻擊的隱私保護(hù)真值發(fā)現(xiàn)方法，其特征在于，用戶數(shù)據(jù)匯報(bào)具體為：

TA向服務(wù)端服務(wù)器與該批次的用戶發(fā)送擾亂隨機(jī)數(shù)二元組(r_m,k,^′_m,k)，向服務(wù)端服務(wù)器與云服務(wù)器發(fā)送加密隨機(jī)數(shù)二元組(R,R^′)；該批次的用戶對自己的觀測數(shù)據(jù)值x_m,k與觀測數(shù)據(jù)的平方值進(jìn)行擾亂，將兩個擾亂后的數(shù)據(jù)和發(fā)送給云服務(wù)器；

服務(wù)端服務(wù)器利用公鑰(N,g)對兩個隨機(jī)數(shù)r_m,k和r^′_m,k進(jìn)行加密，將密文和發(fā)送給云服務(wù)器；

云服務(wù)器利用公鑰對和加密得到和通過與服務(wù)端服務(wù)器發(fā)送來的兩個擾亂隨機(jī)數(shù)密文相乘得到觀測數(shù)據(jù)值和觀測數(shù)據(jù)的平方值的密文；