[发明专利]基于置换矩阵的群隐私匹配方法

摘要

本发明公开了一种基于置换矩阵的群隐私匹配方法，主要解决现有移动社交网络中关于群与群之间不能有效进行安全匹配的问题，其实现过程为(1)确定匹配系统的通信方式；(2)生成群隐私匹配矩阵；(3)发起群发起匹配请求，响应群进行响应；(4)基于群隐私匹配矩阵生成待匹配矩阵；(5)基于待匹配矩阵计算加权的Manhattan距离矩阵；(6)计算群与群之间的匹配值；(7)根据匹配值判断是否匹配成功。本发明通过使用置换矩阵，混淆了群成员的对应属性关键词的权重值，有效保护了用户的隐私信息；同时，可信机构TA的引入，有效解决了单点破坏攻击，提高了匹配过程的安全性和可行性，可用于移动社交网络中群与群之间的安全匹配。

主权项

一种基于置换矩阵的群隐私匹配方法，包括如下步骤：(1)确定通信方式：即在临近的群与群之间、同一群中成员与其他成员之间通过蓝牙或无线网络WiFi进行通信；在群成员与可信机构TA之间通过3G或4G蜂窝网进行通信；(2)发起群GI的群成员Mi生成自己的权重向量vi，并随机生成置换函数和对应的逆置换函数发送给可信机构TA，其中i＝1，2，…，m，m为发起群GI中成员数；(3)发起群GI中所有成员协同计算群隐私匹配矩阵：(3a)发起群GI中的管理员M1根据属性关键词生成一个虚假权重向量v′1＝[r1，r2，…，rl，…，rd]，得到只由虚假向量v′1构成的虚假权重矩阵V1＝[v′1]发送给下一个群成员M2，并通过可信机构TA记录，rl∈[0，η‑1]且为整数，η为属性关键词cl对应的可选择的权重等级的等级数量，l＝1，2，…，d，d为属性关键集合中元素的个数；(3b)第二个群成员M2根据属性关键词集合C，对每一个属性关键词cl∈C选择对应的权重υ2l，生成真实的权重向量v2＝[υ21，υ22，…，υ2l，…，υ2d]，υ2l∈[0，η‑1]且为整数；(3c)第二个群成员M2接收到虚假权重矩阵V1后，将真实的权重向量v2加入到该虚假权重矩阵V1，得到由虚假向量v′1和真实的权重向量v2构成的混合权重矩阵V′2＝[v′1，v2]T，第二个群成员M2对该混合权重矩阵V′2的行向量进行置换操作，得到置换后的混合权重矩阵并将置换后的混合权重矩阵V2发送给第三个群成员M3，且通过可信机构TA记录；以此类推，发起群GI中的第m个成员Mm将经过其置换操作后的混合权重矩阵Vm再发送给发起群GI的管理员M1，管理员M1通过比较混合权重矩阵Vm的行向量找到虚假权重向量v′1，并用根据集合C生成的真实的权重向量v1对虚假权重向量v′1进行替换，得到替换后的真实权重矩阵V′m，再对该真实权重矩阵V′m进行一次置换，得到发起群最终的群隐私匹配矩阵：(4)响应群GR的群成员按照步骤(2)‑(3)的方法操作，生成自己的权重向量，置换函数和逆置换函数，得到响应群GR的隐私匹配矩阵U′＝πN1(U′n)，其中πN1(·)为响应群GR管理员N1生成的置换函数，U′n是响应群GR管理员N1接收到第n个群成员Nn发送的混合权重矩阵Un后，用其真实权重向量替换虚假权重向量得到的真实权重矩阵，n为响应群GR中群成员的数量；(5)发起群GI作为发起者，向附近群发起匹配请求，响应群GR收到发起群GI的匹配请求后对其进行响应；(6)基于发起群与响应群的身份，发起群GI与响应群GR分别生成对应的待匹配矩阵：(6a)发起群GI根据群隐私匹配矩阵V，生成自己的两个待匹配矩阵W1和W2，其中W1由群隐私匹配矩阵V的前d/2列组成，W2是由群隐私匹配矩阵V的后d/2列组成；(6b)响应群GR对隐私匹配矩阵U′进行转置，得转置后的群隐私匹配矩阵U＝(U′)T，并生成自己的两个待匹配矩阵H1和H2，其中H1由U的前d/2行组成，H2由U的后d/2行组成；(7)基于待匹配矩阵，计算加权的Manhattan距离矩阵：(7a)发起群GI收到响应群GR的匹配响应后，将自己的第二个待匹配矩阵W2发送给响应群GR，响应群GR再把自己的第一个待匹配矩阵H1发送给发起群GI；(7b)发起群GI根据自己的第一个待匹配矩阵W1和接收到响应群GR的第一个待匹配矩阵H1，基于加权的Manhattan距离公式，计算发起群GI的距离矩阵DI；(7c)响应群GR根据自己的第二个待匹配矩阵H2和接收到发起群GI的第二个待匹配矩阵W2，基于加权的Manhattan距离公式，计算响应群GR的距离矩阵DR；(7d)响应群GR将自己的距离矩阵DR发送给发起群GI；(7e)发起群GI根据自己的距离矩阵DI和接收到的响应群GR的距离矩阵DR计算加权的Manhattan距离矩阵D：D＝DI+DR＝[d1，d2，…，di，…，dm]T，其中di为第i个行向量，i＝1，2，…，m；(8)发起群GI的群成员根据距离矩阵D，依次进行逆置换操作得到自己的距离向量(8a)发起群GI的管理员M1对距离矩阵D进行逆置换操作，得到逆置换后的距离矩阵并从该距离矩阵D′中得到自己的真实距离向量(8b)管理员M1根据自己的真实距离向量设置虚假的距离向量用虚假距离向量取代真实距离向量得到包含虚假距离向量的混合距离矩阵Dm，并将该混合距离矩阵Dm发送给第m个群成员Mm，其中虚假距离向量的元素值是与真实距离向量的元素值相近的随机数；(8c)发起群GI的第m个群成员Mm接收到该群管理员M1发送的混合距离矩阵Dm后进行逆置换操作，得到自己的混合距离矩阵从该D′m中取出自己的真实距离向量得到不包含的混合距离矩阵Dm‑1，并将该混合距离矩阵Dm‑1发送给发起群GI的第m‑1个群成员Mm‑1；以此类推，最终发起群GI的第二个群成员M2接收到只包含虚假距离向量和自己的真实距离向量的混合距离矩阵D2，进行逆置换操作得到自己的混合距离矩阵并从该D′2中得到自己的真实距离向量(9)发起群GI的群成员Mi根据自己的距离向量计算自己与响应群GR的匹配值ρi，并将该匹配值ρi发送本群的管理员M1；(10)发起群GI的管理员M1根据接收到的群成员与响应群GR的匹配值ρi，计算发起群GI与响应群GR的匹配值：其中ρ为发起群GI与响应群GR的匹配度，是发起群GI所有的群成员协同设定的门限值；(11)发起群GI根据匹配值rρ判断是否与响应群GR匹配成功：若rρ≠0，则匹配成功；若rρ＝0，则匹配失败。