[发明专利]一种公开可验证的外包统计方法

权利要求书

1.一种公开可验证的外包统计方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1数据拥有者生成或收集复数的数据流，记为M＝m₁,m₂,…,m_n；

S2数据拥有者通过建立密码系统得到完整的系统参数{e,G₁,G₂,q,g,g₁,g₂,pk,h₁,h₂}以及私钥sk，并将系统参数进行公开；其中，G＝{e,G₁,G₂,q}，G₁和G₂是两个阶为素数q的乘法循环群，e:G₁×G₁→G₂表示的是一个双线性映射，g,g₁,g₂为G₁群内的3个随机数生成元；h₁和h₂为两个不同的Hash函数，有和私钥sk是域中的一个随机数s，公钥pk根据私钥sk计算得出；

S3数据拥有者使用私钥sk对数据m_i和数据索引i进行签名得到签名σ_i，并将三元组(m_i,i,σ_i)发送至外包服务器；

S4所述外包服务器在收到数据拥有者传送的数据后，通过检验算法验证每条数据m_i对应的签名σ_i是否有效：若验证无效，在丢弃的同时通知数据拥有者重新上传，若验证有效，继续执行步骤S5；所述外包服务器通过检验算法验证每条数据m_i对应的签名σ_i是否有效的方法为：分别计算和e(σ_i,g)，即与公钥pk进行双线性对映射以及签名σ_i与g进行双线映射，然后对两者进行比较，如果两者相等，则表明签名σ_i有效，否则无效；

S5请求者向外包服务器发送统计请求，统计请求中包括统计类型、请求进行统计的数据的索引；

S6外包服务器按照请求者的统计请求进行相应的统计计算，并对请求者请求进行统计的数据签名进行运算处理，然后将统计结果以及对签名的运算处理结果返回给请求者；所述外包服务器在接收到请求者的统计请求后就会开始进行相应的统计计算，并不需要请求者下载数据；请求者可以发起的统计类型包括求和、加权求和、平方和以及加权平方和，对应的统计计算方法和签名的运算处理方法如下：

求和：外包服务器根据请求者指定的数据索引为i对相应的数据m_i进行求和统计得并对相应的签名σ_i进行连乘然后将(res,π)反馈给请求者；

加权求和：外包服务器依据请求者指定的数据索引i和权值c_i对相应的数据m_i进行加权求和，得到同时求每一个签名σ_i对应的权值次幂并将所有求得的权值次幂连乘起来得到然后将(res,π)反馈给请求者；

平方和：外包服务器根据请求者指定的数据索引i对相应的数据m_i依次进行以下计算：

1)求平方和得到

2)将每一个数据索引值i输入给h₁(i)，并将输出值作为m_i的权值进行加权求和，得到

3)将每一个数据索引值i输入给h₂(i)，并将输出值作为m_i的权值进行加权求和，得到

4)将2)中的所述输出值作为签名σ_i的幂并进行连乘，得到

5)将3)中的所述输出值作为签名σ_i的幂并进行连乘，得到

6)将m_i作为签名σ_i的幂并进行连乘，得到计算完成后将(res,res₁,res₂,π₁,π₂,π₃)反馈给请求者；

加权平方和：外包服务器根据请求者指定的数据索引i以及权值c_i对相应的数据m_i依次进行以下计算：

(a)求加权平方和得到

(b)将每一个数据索引值i输入给h₁(i)，并将该输出值与权值c_i的乘积作为m_i的权值进行加权求和，得到

(c)将每一个数据索引值i输入给h₂(i)，并将该输出值与权值c_i的乘积作为m_i的权值进行加权求和，得到

(d)将(b)中所述输出值与权值c_i的乘积作为签名σ_i的幂并进行连乘，得到

(e)将步骤(c)中所述输出值与权值c_i的乘积作为签名σ_i的幂并进行连乘，得到

(f)将数据m_i与对应的权值c_i的乘积作为签名σ_i的幂进行连乘，得到

完成后将(res,res₁,res₂,π₁,π₂,π₃)反馈给请求者；

S7请求者接收到外包服务器返回的统计结果后，利用数据拥有者所公开的系统参数对统计结果的有效性进行验证。