[发明专利]基于安全多方下的时间序列异常检测方法及系统

摘要

本发明提出了一种基于安全多方下的时间序列异常检测系统及方法，所述系统包括服务端和用户端，其中，服务端至少有两个服务器：服务器C和服务器S；所述服务端分布式存储着形成一个完备的数据集的时间序列；服务器C是为用户端提供服务的服务器，服务器S与服务器C之间基于BCP加密系统进行时间序列的多方共享，服务器S是半诚实的，拥有可用于解密的主密钥mk，在所有S参与的运算中都加入扰动，防止S获得有关用户的相关信息；服务器C和服务器S初始化BCP加密系统；服务器C将存储于其上的时间序列加密后提供给服务器S；服务器S在安全协议下进行时间序列的异常检测。本发明提出的基于安全多方下的时间序列异常检测是具有很大的实用价值的。

主权项

1.一种基于安全多方下的时间序列异常检测系统，其特征在于，所述系统包括服务端和客户端，其中，服务端至少有两个服务器：服务器C和服务器S；所述服务端分布式存储着形成一个完备的数据集的时间序列；服务器C是为客户端提供服务的服务器，服务器S与服务器C之间基于BCP加密系统进行时间序列的多方共享，服务器S是半诚实的，拥有可用于解密的主密钥mk，在所有S参与的运算中都加入扰动，防止S获得有关用户的相关信息；服务器C和服务器S初始化BCP加密系统；所述BCP加密系统基于同态加密：对经过同态加密的数据进行处理得到一个输出，将这一输出进行解密，其结果与用同一方法处理未加密的原始数据得到的输出结果是一样的；服务器S将生成的公共参数广播出去；客户端接收到公共参数之后生成公钥和私钥，每个客户端都广播公钥，保留私钥；客户端再将自身的时间序列数据通过私钥加密后上传到服务器C上存储；当有运算请求的时候，服务器C和服务器S对时间序列进行协同运算出异常序列的结果，并将结果返回请求客户端，客户端利用自己的私钥解密得到明文结果；所述时间序列的异常检测采用欧式距离进行相似性度测量，主要涉及的运算有加法、乘法和比较运算；其中，所述加法运算采用安全多方加法协议SAP实现，具体为：给定两个在不同公钥下加密的密文服务器C想要知道这两个数的和[x+y]_Prod.pk，Prod.pk是所有公钥的乘积，同样在BCP中可以用mk去解密Prod.pk下加密的密文，(1)首先选择两个随机数服务器C计算：(2)将X和Y发送到服务器S，S用主密钥mk解密，然后计算Z＝x+r_a+y+r_b，将Z加密成[Z]_Prod.pk再发送到服务器C；(3)服务器C接收到了[Z]_Prod.pk，计算R＝r_a+r_b，将R加密成[R]_Prod.pk再计算[Z]_Prod.pk·([R]_Prod.pk)^N‑1＝[Z‑R]_Prod.pk＝[x+y]_Prod.pk。