[发明专利]一种分布式w-事件型差分隐私无限流数据发布方法

摘要

本发明公开了一种分布式w-事件型差分隐私无限流数据发布方法，采用基于几何方法的函数监测技术辅助用户的隐私预算分配，实现用户间隐私预算同步化分配；同时本发明中的数据发布方案不依赖可信的数据中心，并且所有传输的数据为含噪音数据，具有较高的安全性。本发明提供两种高可用性的w-事件差分隐私发布方案，即dBD方案和dBA方案，可以根据实际数据的特点供灵活选择。

主权项

一种分布式w‑事件型差分隐私无限流数据发布方法，假定无限流数据发布系统中有m个用户，分别为u₁、……、u_m；假定存在一个数据请求者u₀，u₀能够和所有用户通信；其特征在于，包括以下步骤：步骤1：无限数据流发布初始化，其具体实现包括以下子步骤：步骤1.1：任意用户u_i选择一个保密随机数r_i；用户u_i将发送给用户u_i‑1和用户u_i+1，这里g为q阶乘法群G的生成元，q为大素数；收到其他用户的信息后，用户u_i计算两个随机数种子和步骤1.2：用户采集原始数据后，每一个用户按照约定的隐私预算额度生成对应的伽马噪音，并将该噪音添加至采集的原始数据中；然后，用户利用其在步骤1.1中得到的随机数种子，生成随机数，将该随机数与含伽马噪音的数据相加，并将结果发送给数据请求者；数据请求者收集到所有用户的数据后，数据请求者利用其随机数种子生成随机数，计算这些数据的和值得到首次发布数据；步骤1.3：得到首次发布数据后，数据请求者计算一个以首次发布数据为球心且半径最大的球形检测安全域，并以此为基础得到各个用户的相似度局部监测安全区域B(c_i,r_i)，这里B(c_i,r_i)是球心为c_i半径为r_i的球，并将对应的监测安全区域发送给每个用户；步骤2：用户的隐私预算分配以及相似度局部监测，其具体实现包括以下子步骤：步骤2.1：用户i在t时刻请求或者计算一个对应的局部监测安全区域B(c_i,r_i)；步骤2.2：当用户i获得t时刻的数据后，用户i根据指定的隐私预算分配模式，计算其对应的原始数据v_i(t)；然后，用户监测v_i(t)是否在该时刻对应的局部监测安全区域B(c_i,r)中；若v_i(t)在局部监测安全区域B(c_i,r)外，则用户i向数据请求者发送一个预警信号，数据请求者进而要求所有用户发送其添加噪音后的数据；反之，用户i保持静默，直至数据请求者请求其数据；步骤2.3：若t时刻用户i未发送数据给数据请求者，则用户i记该时间点的隐私预算分配为0；若t时刻用户i发送数据给数据请求者，则用户i需等待数据请求者的最终反馈结果；若数据请求者反馈一个接受信号，则用户i记该时间点的隐私预算分配为其对应值；反之，记该时间点的隐私预算分配为0；根据发布结果调整其对应局部监测安全区域；步骤3：数据请求者发布满足w‑事件差分隐私的流数据，其具体实现包括以下子步骤：步骤3.1：若t时刻，数据请求者未收到来自任意用户的信息，则数据请求者记该时刻的发布数据为空；若t时刻，数据请求者收到任意一个用户的预警信息，则数据请求者要求所有用户发送其该时刻的含噪数据；步骤3.2：收到所有含噪数据后，数据请求者计算该时刻的整体相似度大小，判定接受或者拒绝该时刻数据并将该判定结果反馈给用户；步骤3.3：当接收新的非空数据发布后，为每个用户按照步骤1.3的原理计算新的局部监测安全区域。