本發(fā)明屬于隱私保護(hù)領(lǐng)域，具體涉及一種保密拼車匹配方法。

背景技術(shù)：

1、目前，隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，人們對隱私保護(hù)的需求逐漸增多。尤其是在共享經(jīng)濟(jì)的背景下，普通用戶為了使用共享服務(wù)必須與服務(wù)提供商以及其他用戶分享私人數(shù)據(jù)，這給用戶的隱私帶來了極大的風(fēng)險。拼車服務(wù)作為一項共享服務(wù)，給用戶帶來經(jīng)濟(jì)利益和交通便利的同時，也使得用戶面臨著行程數(shù)據(jù)泄露的風(fēng)險。然而，現(xiàn)有的拼車研究主要集中在優(yōu)化乘客與司機(jī)的匹配上，而忽略了對用戶隱私的保護(hù)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為解決現(xiàn)有的乘客與司機(jī)匹配方法未對用戶的隱私進(jìn)行保護(hù)的問題，而提出了一種保密拼車匹配方法，用于對乘客與司機(jī)的隱私進(jìn)行保護(hù)。

2、本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：一種保密拼車匹配方法，所述方法具體包括以下步驟：

3、步驟一、服務(wù)提供商生成參數(shù)g1和g2，其中，g1和g2分別為乘法循環(huán)群g1和g2的生成元；并建立滿足e(ax,by)＝e(a,b)xy＝e(ay,bx)的雙線性映射函數(shù)e，a∈g1，b∈g2，x∈zp，y∈zp，zp為整數(shù)；定義安全哈希函數(shù)h1(m)＝g2m，

4、服務(wù)提供商和乘客r預(yù)先執(zhí)行向量不經(jīng)意先行評估協(xié)議，協(xié)議執(zhí)行完成后，乘客r作為發(fā)送方獲得向量c和向量a，服務(wù)提供商作為接收方獲得向量b和數(shù)據(jù)元素δ；

5、服務(wù)提供商將生成的g1和安全哈希函數(shù)發(fā)送給各個乘客和各個司機(jī)；

6、步驟二、每位乘客根據(jù)自己的拼車要求生成拼車請求，每位司機(jī)根據(jù)自己的拼車要求生成拼車邀請；

7、步驟三、各乘客利用空間重疊分區(qū)系統(tǒng)對自身的起點和終點進(jìn)行映射，并利用g1和安全哈希函數(shù)對映射結(jié)果進(jìn)行加密后，將加密結(jié)果發(fā)送給服務(wù)提供商；各司機(jī)利用空間重疊分區(qū)系統(tǒng)對自身的起點和終點進(jìn)行映射，并利用g1和安全哈希函數(shù)對映射結(jié)果進(jìn)行加密后，將加密結(jié)果發(fā)送給服務(wù)提供商；

8、服務(wù)提供商利用雙線性映射函數(shù)對各乘客和各司機(jī)的加密結(jié)果進(jìn)行匹配，為每位乘客初步篩選出匹配的司機(jī)；

9、步驟四、乘客計算出與初步篩選出的每位匹配司機(jī)的共享密鑰，初步篩選出的每位匹配司機(jī)計算出與乘客的共享密鑰；

10、步驟五、對步驟二中生成的拼車請求和拼車邀請進(jìn)行處理，將拼車匹配轉(zhuǎn)化為隱私求交問題，根據(jù)向量c、向量a、向量b、數(shù)據(jù)元素δ和共享密鑰對隱私求交問題進(jìn)行求解，獲得最終的拼車匹配結(jié)果。

11、進(jìn)一步地，所述服務(wù)提供商獲得的向量b和數(shù)據(jù)元素δ與乘客r獲得的向量c和向量a滿足：c＝δ*a+b，是整數(shù)域，是由給定域內(nèi)的元素組成的m維向量。

12、進(jìn)一步地，所述步驟二中，每位乘客根據(jù)自己的拼車要求生成拼車請求，具體為：

13、令r表示乘客的集合，r∈r，將乘客r的拼車請求記為γ(r)，和分別為乘客r的起點和期望出發(fā)時間，和分別為乘客r的終點和期望到達(dá)時間，δ(r)為乘客r的空間松弛，為乘客r的時間松弛。

14、進(jìn)一步地，所述步驟二中，每位司機(jī)根據(jù)自己的拼車要求生成拼車邀請，具體為：

15、令d表示司機(jī)的集合，d∈d，將司機(jī)d的拼車邀請記為γ(d)，和分別為司機(jī)d的起點和預(yù)計出發(fā)時間，和分別為司機(jī)d的終點和預(yù)計到達(dá)時間，表示除了起點和終點外，司機(jī)d接送乘客上下車的第k個地點，表示司機(jī)d在地點的預(yù)計接送時間，δ(d)為司機(jī)d的空間松弛，τ(d)為司機(jī)d的時間松弛。

16、進(jìn)一步地，所述步驟三的具體過程為：

17、步驟三一、對于乘客r，通過空間重疊分區(qū)系統(tǒng)將乘客r的起點和終點映射為l(r)，其中，和是起點所在的六邊形，和是終點所在的六邊形，并選取隨機(jī)值v(r)作為乘客r的私鑰，利用私鑰v(r)對l(r)進(jìn)行加密，得到加密結(jié)果并將加密結(jié)果發(fā)送給服務(wù)提供商；

18、步驟三二、對于司機(jī)d，通過空間重疊分區(qū)系統(tǒng)將司機(jī)d的起點和終點映射為l(d)，其中，和是起點所在的六邊形，和是終點所在的六邊形，并選取隨機(jī)值v(d)作為司機(jī)d的私鑰，利用私鑰v(d)對l(d)進(jìn)行加密，得到加密結(jié)果并將加密結(jié)果發(fā)送給服務(wù)提供商；

19、步驟三三、服務(wù)提供商根據(jù)雙線性映射函數(shù)判斷是否滿足：或其中，o(r)∈{1,2,3},o(d)∈{1,2,3}；

20、若滿足，則乘客r與司機(jī)d匹配；

21、若不滿足，則乘客r與司機(jī)d不匹配；

22、步驟三四、重復(fù)步驟三一至步驟三三的過程，為每位乘客初步篩選出匹配的司機(jī)。

23、進(jìn)一步地，所述步驟四的具體過程為：

24、將服務(wù)提供商為乘客r初步篩選出的匹配司機(jī)分別記為d1,d2,…,dn，將發(fā)送給乘客r，將發(fā)送給與乘客r匹配的n位司機(jī)；

25、則乘客r計算出與初步篩選出的匹配司機(jī)di的共享密鑰匹配司機(jī)di計算出與乘客r的共享密鑰

26、進(jìn)一步地，所述步驟五中，對步驟二中生成的拼車請求和拼車邀請進(jìn)行處理，將拼車匹配轉(zhuǎn)化為隱私求交問題；具體為：

27、步驟1、空間數(shù)據(jù)處理

28、將整個空間劃分為網(wǎng)格平面后，每個網(wǎng)格都有一個唯一對應(yīng)的標(biāo)簽；將以乘客r的起點為中心，以乘客r的空間松弛δ(r)為半徑的圓記為將圓內(nèi)的所有網(wǎng)格標(biāo)簽組成的集合記為

29、將以乘客r的終點為中心，以乘客r的空間松弛δ(r)為半徑的圓記為將圓內(nèi)的所有網(wǎng)格標(biāo)簽組成的集合記為

30、將以司機(jī)di的接送乘客上下車的第k個地點為中心，以司機(jī)di的空間松弛δ(d)為半徑的圓記為將圓內(nèi)的所有網(wǎng)格標(biāo)簽組成的集合記為則利用司機(jī)di的起點、接送乘客上下車的全部地點和終點對應(yīng)的網(wǎng)格標(biāo)簽集合組成司機(jī)di的行程空間數(shù)據(jù)

31、步驟2、時間數(shù)據(jù)處理

32、將整個時間軸劃分為各個長度相等的線段后，每條線段都有一個唯一的對應(yīng)標(biāo)簽；

33、將乘客r的出發(fā)時間范圍內(nèi)的全部線段標(biāo)簽組成的集合記為將乘客r的到達(dá)時間范圍內(nèi)的全部線段標(biāo)簽組成的集合記為

34、司機(jī)di在處接送乘客上下車的時間范圍內(nèi)的全部線段標(biāo)簽組成的集合記為則司機(jī)di的起點、接送乘客上下車的全部地點以及終點對應(yīng)的線段標(biāo)簽組成的集合記為

35、步驟3、將和連接，得到乘客r起點的時空數(shù)據(jù)將和連接，得到乘客r終點的時空數(shù)據(jù)將和連接，得到司機(jī)di在處的時空數(shù)據(jù)則司機(jī)di的行程時空數(shù)據(jù)

36、若且則乘客r與司機(jī)di滿足乘車匹配要求；

37、否則，乘客r與司機(jī)di不滿足乘車匹配要求。

38、進(jìn)一步地，所述步驟五中，根據(jù)向量c、向量a、向量b和數(shù)據(jù)元素δ對隱私求交問題進(jìn)行求解，獲得最終的拼車匹配結(jié)果；具體為：

39、步驟五一、對于乘客r，將乘客r的行程數(shù)據(jù)記為gs(r)，將為乘客r初步篩選出的匹配司機(jī)di的行程數(shù)據(jù)記為

40、步驟五二、令m、ω和λ分別表示編碼大小、帶長度和統(tǒng)計安全參數(shù)，分別定義安全哈希函數(shù)h1、h2和h3，其中，安全哈希函數(shù)h1({0,1}λ,k′)→{1,2,…,m-ω}，{0,1}λ是長度為λ的二進(jìn)制序列代表的數(shù)，{0,1}λ和k′是安全哈希函數(shù)h1的輸入，安全哈希函數(shù)h2({0,1}λ,k′)→{0,1}ω，{0,1}ω是長度為ω的二進(jìn)制序列代表的數(shù)，安全哈希函數(shù)

41、乘客r選擇隨機(jī)數(shù)s1,s2,s3∈{0,1}λ，函數(shù)row(k′)→{0,1}m，即將隱私輸入k′映射為一個長為m的二進(jìn)制字符串，二進(jìn)制字符串中第h1(s1,k′)個位置至第h1(s1,k′)+ω-1個位置之間的ω個比特為h2(s2,k′)；k′對應(yīng)的值為h3(s3,k′)；

42、步驟五三、令gs(r)中的元素個數(shù)為q，且gs(r)中的第l個元素為xl，將gs(r)編碼為向量p＝encode({(xl,h3(s3,xl))}1≤l≤q)，encode是編碼函數(shù)，

43、乘客r計算a′＝a-p，并將a′表示為二進(jìn)制字符串(a′)2；再利用ski對s1||s2||s3||(a′)2進(jìn)行加密，“||”表示連接操作，并將加密結(jié)果發(fā)送給服務(wù)提供商，服務(wù)提供商將發(fā)送給初步匹配的司機(jī)di；

44、司機(jī)di利用ski對進(jìn)行解密得到s1,s2,s3和a′，計算b′＝b+δ*a′，再定義并計算將yi′發(fā)送給服務(wù)提供商；

45、解碼函數(shù)為decode(p,xl)＝row(xl)*p＝h3(s3,xl)，乘客r定義fr(x)＝decode(c,x)＝row(x)*c，分別計算和并將x0′和x1′發(fā)送給服務(wù)提供商；

46、步驟五四、若且則乘客r和司機(jī)di滿足拼車匹配要求；否則，乘客r和司機(jī)di不滿足拼車匹配要求；

47、步驟五五、對初步篩選出的與乘客r匹配的每個司機(jī)分別執(zhí)行步驟五一至步驟五四，獲得最終與乘客r滿足拼車匹配要求的司機(jī)。

48、進(jìn)一步地，所述方法還包括步驟六，乘客優(yōu)先選擇匹配度最高的司機(jī)作為意向匹配司機(jī)，司機(jī)優(yōu)先選擇行程重合度最高的乘客作為意向匹配乘客。

49、更進(jìn)一步地，所述向量p滿足：

50、m*p＝[h3(s3,x1),h3(s3,x2),…,h3(s3,xq)]t

51、其中，m為m*q維的二進(jìn)制矩陣，矩陣m的第l行是由xl經(jīng)過函數(shù)row(xl)映射生成的二進(jìn)制序列。

52、本發(fā)明的有益效果是：

53、本發(fā)明將拼車匹配轉(zhuǎn)化為隱私求交問題，基于okvs和vole設(shè)計了一方對多方的隱私求交方案，利用一方對多方的隱私求交方案實現(xiàn)乘客和司機(jī)之間的快速匹配，即對乘客和司機(jī)的行程數(shù)據(jù)求交，乘客的行程數(shù)據(jù)由起點和終點的時空數(shù)據(jù)組成，司機(jī)的行程數(shù)據(jù)由整個路程中能夠接送乘客上下車的地點的時空數(shù)據(jù)組成，如果司機(jī)的行程數(shù)據(jù)包含乘客起點和終點的時空數(shù)據(jù)，即司機(jī)的行程數(shù)據(jù)與乘客起點和終點的時空數(shù)據(jù)均存在交集，那么該司機(jī)和乘客就滿足匹配要求。

54、本發(fā)明基于隱私集合求交技術(shù)構(gòu)造保護(hù)隱私前提下的拼車匹配方案，它使服務(wù)提供商能夠在不了解乘客和司機(jī)行程隱私的情況下，根據(jù)乘客和司機(jī)各自的拼車要求對他們進(jìn)行匹配，同時起到了對用戶隱私進(jìn)行保護(hù)的作用。而且本發(fā)明與現(xiàn)有方法相比，提高了拼車匹配的效率和實用性。