[发明专利]一种具有隐私保护的私有属性集交集求解方法

说明书

本发明公开了一种具有隐私保护的私有属性集交集求解方法，假设系统有n个用户、1个网关和1个控制中心。用户将包含自己私有属性集信息的密文发送给网关；网关对用户密文实施运算，将运算得到的密文发送给控制中心；控制中心根据收到的密文得到n个用户的私有属性集的交集。本发明将用户的私有属性集表示为一个满足霍纳法则的一元多项式，并结合同态加密算法，使得在不泄露用户私有属性集的情况下，获得用户私有属性集的交集。本发明可用于社交网络、电子商务、电子政务、舆情管理等领域中的用户特征分析，具有很高的实用性。

技术领域

本发明属于信息安全技术领域，涉及一种具有隐私保护的高效私有属性集交集求解方法，特别涉及针对用户私有属性集隐私保护的需要，通过结合同态加密算法、霍纳法则的一种具有隐私保护的高效私有属性集交集求解方法。

背景技术

随着互联网大数据的各种应用渗透到人们生活的方方面面，这些应用在给人们的生活带来便利的同时，也给人们的隐私带来了越来越强烈的威胁。因此，大数据时代的隐私保护问题是一个值得研究的问题。隐私保护的数据计算是一种基本的大数据隐私保护技术。该技术能够在不泄漏隐私数据的同时完成隐私数据之间的计算任务。隐私保护集合交集是其中应用非常广泛的一类数据计算。该类计算实现在不泄漏输入集合的情况下计算输入集合的交集。

目前实现隐私保护集合交集的技术有不经意多项式计算的隐私保护集合交集协议。该协议将参与方集合元素表示为多项式的根，利用多项式的数学性质来计算交集，并采用同态加密算法加密交互过程中的信息来保证协议的隐私性。但该协议中，多项式的次数过高，会导致同态加密运算中指数的计算代价太大。有研究者利用哥德尔编码和同态加密算法解决隐私保护集合交集问题，但这种方案智能解决多个集合间的交集问题，不能解决2个集合间的交集问题。如何高效的实现具有隐私保护的n(n≥2)个集合的交集求解是亟待解决的问题。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种具有隐私保护的高效私有属性集交集求解方法。

本发明所采用的技术方案是：一种具有隐私保护的高效私有属性集交集求解方法，假设系统由n个用户、1个网关GW和1个控制中心CC组成；将用户U_i的私有属性集记为W_i，i＝1,2,…,n，属性集中的各个属性取自属性字典Σ，即假设M＝|Σ|，Σ＝{w₁,w₂,…,w_M}，其中w_j表示属性字典Σ中的第j个属性，j＝1,2,…,M；

其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：系统初始化；

步骤2：用户私有属性集密文生成；

步骤3：具有隐私保护的交集计算；

步骤4：用户私有属性集交集获取。

作为优选，步骤1的具体实现包括以下子步骤：

步骤1.1：控制中心CC首先设置一个能保证系统安全性的安全参数，然后根据安全参数生成系统参数、加密参数以及自己的公私钥对；

步骤1.2：网关GW生成自己的公私钥对；

步骤1.3：用户生成自己的公私钥对，向控制中心CC发生注册请求，控制中心CC向其返回加密参数。

作为优选，步骤2的具体实现包括以下子步骤：

步骤2.1：用户根据获得的加密参数将自己的私有属性集表示为一个满足霍纳法则的一元多项式；

步骤2.2：利用控制中心CC的私钥和同态加密算法对该一元多项式进行加密形成密文；

步骤2.3：用户U_i用自己的私钥对生成的密文进行签名；