[发明专利]一种具有隐私保护的多功能数据处理系统及方法

摘要

本发明公开了一种具有隐私保护的多功能数据处理系统及方法，本发明解决的关键性问题是，如何在不泄露数据集的情况下，计算出数据集的均值、方差、最小值、最大值等结果。本发明中的数据集由多个数据提供结点（DPN）提供，数据扰动结点（DDN）使得数据处理结点（DHN）在不知道数据集中数据的情况下计算出数据集带“噪音”的均值、方差、最小值、最大值等计算结果。数据分析结点（DAN）通过去噪操作得到数据集精确的均值、方差、最小值、最大值等计算结果。本发明可以应用于多个应用领域，如无线体域网(WBANs)、智能电网(Smart Grids)、无线传感器网络(WSNs)等。

主权项

1.一种具有隐私保护的多功能数据处理方法，采用具有隐私保护的多功能数据处理系统；其特征在于：所述系统包括数据提供结点DPN、数据扰动结点DDN、数据处理结点DHN和数据分析结点DAN；所述数据提供结点DPN设置有若干，用于提供原始数据；所述数据扰动结点DDN负责对收到的数据进行扰动处理；所述数据处理结点DHN负责对扰动后的数据进行处理；所述数据分析结点DAN负责整个系统的初启工作，对数据处理结点DHN的计算结果进行去噪操作得到精确的计算结果；/n所述方法包括以下步骤：/n步骤1：系统初始化；/n步骤1的具体实现包括以下子步骤：/n步骤1.1：数据分析结点DAN根据安全参数生成系统参数、数据加密解密密钥对和数据扰动加密解密密钥对；/n步骤1.2：数据分析结点DAN通过安全信道向数据处理结点DHN发送数据解密密钥；/n步骤1.3：数据分析结点DAN发布系统公开参数；/n步骤2：数据加密；/n步骤2的具体实现包括以下子步骤：/n步骤2.1：数据提供结点DPN用数据加密密钥对数据实施加密操作；/n步骤2.2：数据提供结点DPN将加密后的数据发送给数据扰动结点DDN；/n步骤3：数据扰动，对加密数据进行乱序、加噪处理并聚合；/n步骤3的具体实现包括以下子步骤：/n步骤3.1：数据扰动结点DDN对收到的加密数据进行扰动，具体实现包括以下子步骤：/n步骤3.1.1：数据扰动结点DDN对收到的加密数据实施“添噪”处理；/n步骤3.1.2：数据扰动结点DDN对添噪后的数据实施乱序处理；/n步骤3.2：数据扰动结点DDN对扰动后的加密数据实施聚合操作；/n步骤3.3：数据扰动结点DDN用扰动加密密钥对添加的“噪音”实施加密操作；/n步骤3.4：数据扰动结点DDN将聚合数据和加密“噪声”发送给数据处理结点DHN；/n步骤4：数据处理，对扰动后的数据进行处理；/n步骤4的具体实现包括以下子步骤：/n步骤4.1：数据处理结点DHN对收到的聚合数据实施解密操作；/n步骤4.2：数据处理结点DHN对解密后的聚合数据进行解析，得到乱序后的带有“噪音”的数据；/n步骤4.3：数据处理结点DHN对这些数据进行多函数功能的处理；/n步骤4.4：数据处理结点DHN将处理结果和加密后的“噪声”发送给数据分析结点DAN；/n步骤5：数据去噪，对处理结果进行去噪操作得到精确的处理结果；/n步骤5的具体实现包括以下子步骤：/n步骤5.1：数据分析结点DAN对加密“噪声”实施解密操作得到“噪声”；/n步骤5.2：数据分析结点DAN对处理结果实施去噪操作得到精确的处理结果，即原始数据的均值、方差、最小值、最大值。/n