一種隱私保護(hù)的交集計(jì)算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)安全領(lǐng)域中一個(gè)基本計(jì)算方法，尤其涉及一種可以保護(hù)隱私的數(shù)據(jù)交集計(jì)算方法。該方法可以應(yīng)用于電子商務(wù)，社交網(wǎng)絡(luò)，大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域的隱私保護(hù)。
【背景技術(shù)】
[0002]在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)中大量存在比較兩個(gè)客戶端的集合中交集的情況，例如微博中兩個(gè)客戶端共同關(guān)注的話題，社交網(wǎng)絡(luò)中兩個(gè)客戶端共同的好友，電子商務(wù)中兩個(gè)客戶共同感興趣的商品等，但是，在計(jì)算兩個(gè)集合的交集的時(shí)候，需要保護(hù)客戶端的隱私，因此，完美的解決這一問(wèn)題需要達(dá)到4個(gè)條件:
[0003](I)客戶端提交的兩個(gè)集合中的元素應(yīng)該是匿名化的，集合的內(nèi)容應(yīng)該是加密的或保護(hù)的，這種隱私稱(chēng)為內(nèi)容隱私；
[0004](2)提交給服務(wù)器的集合中的元素應(yīng)該是一次性的，不能重現(xiàn)，如果重現(xiàn)將導(dǎo)致一種隱私破壞，稱(chēng)為鏈接隱私破壞，如重復(fù)購(gòu)買(mǎi)，好友再現(xiàn)等；
[0005](3)集合的交集有時(shí)候可能不是精確的交集，即兩個(gè)集合中比較接近的兩個(gè)元素也視為這兩個(gè)集合的交集。這種稱(chēng)為模糊交集計(jì)算；
[0006](4)計(jì)算量不能大，效率要高，因?yàn)檫@種計(jì)算是非常頻繁的。
[0007]然而，現(xiàn)有的解決這一問(wèn)題的方法中，要么效率不高，計(jì)算復(fù)雜；要么是不能計(jì)算模糊交集；要么是方法不能保護(hù)鏈接隱私；要么不能保護(hù)內(nèi)容隱私。因此，需要給出一種新的方法，能同時(shí)滿足上述4個(gè)要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提供了一種隱私保護(hù)的交集計(jì)算方法，該方法解決了【背景技術(shù)】中的不足，既可以保護(hù)內(nèi)容隱私，鏈接隱私，并且還能計(jì)算模糊交集，且計(jì)算量小，容易實(shí)現(xiàn)。
[0009]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明上述目的所采用的技術(shù)方案為:
[0010]一種隱私保護(hù)的交集計(jì)算方法，包括以下步驟:⑴、客戶端A和客戶端B將集合數(shù)據(jù)進(jìn)行隱私保護(hù)處理后提交給服務(wù)器S，所述隱私保護(hù)處理方法是計(jì)算集合中每個(gè)元素的離散冪，然后與特定隨機(jī)數(shù)相乘，將編號(hào)和乘積提交給服務(wù)器S ;
[0011](2)、服務(wù)器S計(jì)算交集計(jì)算結(jié)果，將結(jié)果分別返回給客戶端A和客戶端B，具體為:服務(wù)器S將得到的匿名化的集合中的元素相除，與特定閾值進(jìn)行比較，保留在閾值中的元素，并將編號(hào)分別發(fā)送給客戶端A和客戶端B。
[0012]步驟(I)中，客戶端A對(duì)提交的集合數(shù)據(jù)進(jìn)行隱私保護(hù)處理的方法如下:令集合元素為SetA= {al，a2,…am},選取一個(gè)二進(jìn)制長(zhǎng)度大于1024bit的質(zhì)數(shù)p，選取一個(gè)整數(shù)g，2 ^ g ^ 10，計(jì)算 ai’ = nonce*g~ai mod p，i = I,..., m 對(duì)每個(gè)元素 ai 添加 AIDi，得到集合SetA’ = {AIDi，ai’ };客戶端B對(duì)提交的集合B進(jìn)行隱私保護(hù)處理的方法如下:令集合元素為SetB = {bl, b2, ---bnl，選取一個(gè)二進(jìn)制長(zhǎng)度大于1024bit的質(zhì)數(shù)P，選取一個(gè)整數(shù)g, 2 ^ g ^ 10，計(jì)算 bj’ = nonce*g~bj mod p，j = I,..., n，對(duì)每個(gè)元素 bi 添加 BIDj，得到集合SetB’ = {BIDj, bj’ };客戶端A和客戶端B提交SetA’，g, p, SetB’給服務(wù)端S ;所述的g，P是客戶端A和客戶端B預(yù)知且公開(kāi)的。
[0013]步驟⑵中，服務(wù)端S對(duì)SetA’中的每個(gè)ai’和SetB’中的bj’相除，計(jì)算ai’ /bj’的值，若該值小于閾值th，服務(wù)端S返回ai’對(duì)應(yīng)的AIDi給客戶端A，返回bj’對(duì)應(yīng)的BIDj給客戶端B ;客戶端A和客戶端B根據(jù)AIDi和BIDj得到相應(yīng)的ai和bj，此ai和bj即為模糊交集。
[0014]步驟(2)中，閾值th = g'delta mod P，其中delta為集合中元素近似比較的精度，即可視為交集的最大差異值，由系統(tǒng)管理員根據(jù)比較的進(jìn)度來(lái)進(jìn)行設(shè)置，當(dāng)原始集合SetA中元素ai和SetB中元素bj的差異值為|ai_bj |〈delta時(shí)，元素ai和元素bj視為SetA和SetB的交集，當(dāng)I a1-bj |彡delta時(shí)，元素ai和元素bj不是SetA和SetB的交集。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提出了一種可以保護(hù)隱私的大數(shù)據(jù)推薦方法，該方法可以保護(hù)用戶的隱私，方便快捷，計(jì)算量小，容易實(shí)現(xiàn)。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)具體的說(shuō)明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于以下實(shí)施例。
[0017]在本實(shí)施例中，具體的計(jì)算方法的步驟如下:
[0018](I)、客戶端A和客戶端B將集合數(shù)據(jù)進(jìn)行隱私保護(hù)處理后提交給服務(wù)器S，所述隱私保護(hù)處理方法是計(jì)算集合中每個(gè)元素的離散冪，然后與特定隨機(jī)數(shù)相乘，將編號(hào)和乘積提交給服務(wù)器S。
[0019]客戶端A對(duì)提交的集合數(shù)據(jù)進(jìn)行隱私保護(hù)處理的方法如下:令集合元素為SetA ={al, a2,…am},選取一個(gè)二進(jìn)制長(zhǎng)度大于1024bit的質(zhì)數(shù)P，選取一個(gè)整數(shù)g, 2 ^ g ^ 10，計(jì)算ai’ = nonce*g~ai mod p，i = 1，…，m對(duì)每個(gè)元素ai添加AIDi，得到集合SetA’ ={AIDi, ai’ };客戶端B對(duì)提交的集合B進(jìn)行隱私保護(hù)處理的方法如下:令集合元素為SetB={bl, b2, ---bnl，選取一個(gè)二進(jìn)制長(zhǎng)度大于1024bit的質(zhì)數(shù)p，選取一個(gè)整數(shù)g，2 ^ 10,計(jì)算 bj’ = nonce*g~bj mod p，j = I,."，n，對(duì)每個(gè)元素 bi 添加 BIDj，得到集合 SetB’ ={BIDj, bj’ };客戶端A和客戶端B提交SetA’，g, p, SetB，給服務(wù)端S ;所述的g，p是客戶端A和客戶端B預(yù)知且公開(kāi)的。
[0020](2)、服務(wù)器S計(jì)算交集計(jì)算結(jié)果，將結(jié)果分別返回給客戶端A和客戶端B，具體為:服務(wù)器S將得到的匿名化的集合中的元素相除，與特定閾值進(jìn)行比較，保留在閾值中的元素，并將編號(hào)分別發(fā)送給客戶端A和客戶端B。
[0021]服務(wù)端S對(duì)SetA’中的每個(gè)ai’和SetB’中的bj’相除，計(jì)算ai’/bj’的值，若該值小于閾值th，服務(wù)端S返回ai’對(duì)應(yīng)的AIDi給客戶端A，返回bj’對(duì)應(yīng)的BIDj給客戶端B ;客戶端A和客戶端B根據(jù)AIDi和BIDj得到相應(yīng)的ai和bj，此ai和bj即為模糊交集。
[0022]所述閾值th = g~delta mod P，其中delta為集合中元素近似比較的精度，即可視為交集的最大差異值，由系統(tǒng)管理員根據(jù)比較的進(jìn)度來(lái)進(jìn)行設(shè)置，當(dāng)原始集合SetA中元素ai和SetB中元素bj的差異值為I ai_bj |〈delta時(shí)，元素ai和元素bj視為SetA和SetB的交集，當(dāng)I a1-bj I彡delta時(shí)，元素ai和元素bj不是SetA和SetB的交集。
[0023](3)、nonce由客戶端A和客戶端B各自保存，且保持同步，方法包括:由隨機(jī)數(shù)發(fā)生器生成，且初始種子相同，即nonce = PRNG(seed);或者由哈希函數(shù)生成nonce =h (seed), nonce = h (nonce);或者由同步時(shí)鐘生成 nonce = h (timestamp)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種隱私保護(hù)的交集計(jì)算方法，其特征在于包括以下步驟:(1)、客戶端A和客戶端B將集合數(shù)據(jù)進(jìn)行隱私保護(hù)處理后提交給服務(wù)器S，所述隱私保護(hù)處理方法是計(jì)算集合中每個(gè)元素的離散冪，然后與特定隨機(jī)數(shù)相乘，將編號(hào)和乘積提交給服務(wù)器S ; (2)、服務(wù)器S計(jì)算交集計(jì)算結(jié)果，將結(jié)果分別返回給客戶端A和客戶端B，具體為:月艮務(wù)器S將得到的匿名化的集合中的元素相除，與特定閾值進(jìn)行比較，保留在閾值中的元素，并將編號(hào)分別發(fā)送給客戶端A和客戶端B。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隱私保護(hù)的交集計(jì)算方法，其特征在于:步驟(I)中，客戶端A對(duì)提交的集合數(shù)據(jù)進(jìn)行隱私保護(hù)處理的方法如下:令集合元素為SetA = {al, a2,…am},選取一個(gè)二進(jìn)制長(zhǎng)度大于1024bit的質(zhì)數(shù)p，選取一個(gè)整數(shù)g，2彡g彡10，計(jì)算ai’ =nonce*g~ai mod p，i = 1，…，m 對(duì)每個(gè)元素 ai 添加 AIDi，得到集合 SetA’= {AIDi’ai，}；客戶端B對(duì)提交的集合B進(jìn)行隱私保護(hù)處理的方法如下:令集合元素為SetB = {bl, b2,…bn}，選取一個(gè)二進(jìn)制長(zhǎng)度大于1024bit的質(zhì)數(shù)p，選取一個(gè)整數(shù)g，2 ^ g ^ 10，計(jì)算bj’ =nonce*g~bj mod p，j = 1，…，n，對(duì)每個(gè)元素 bi 添加 BIDj，得到集合 SetB’= {BIDj’bj，}；客戶端A和客戶端B提交SetA’，g, p, SetB’給服務(wù)端S ;所述的g，p是客戶端A和客戶端B預(yù)知且公開(kāi)的。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隱私保護(hù)的交集計(jì)算方法，其特征在于:步驟(2)中，服務(wù)端S對(duì)SetA’中的每個(gè)ai’和SetB’中的bj’相除，計(jì)算ai’ /bj’的值，若該值小于閾值th，服務(wù)端S返回ai’對(duì)應(yīng)的AIDi給客戶端A，返回bj’對(duì)應(yīng)的BIDj給客戶端B ;客戶端A和客戶端B根據(jù)AIDi和BIDj得到相應(yīng)的ai和bj，此ai和bj即為模糊交集。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的隱私保護(hù)的交集計(jì)算方法，其特征在于:步驟(2)中，閾值th = g'delta mod p，其中delta為集合中元素近似比較的精度，S卩可視為交集的最大差異值，由系統(tǒng)管理員根據(jù)比較的進(jìn)度來(lái)進(jìn)行設(shè)置，當(dāng)原始集合SetA中元素ai和SetB中元素bj的差異值為|a1-bj |〈delta時(shí)，元素ai和元素bj視為SetA和SetB的交集，當(dāng)a1-bj I ^ delta時(shí)，元素ai和元素b j不是SetA和SetB的交集。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種隱私保護(hù)的交集計(jì)算方法，包括以下步驟：(1)、客戶端A和客戶端B將集合數(shù)據(jù)進(jìn)行隱私保護(hù)處理后提交給服務(wù)器S，所述隱私保護(hù)處理方法是計(jì)算集合中每個(gè)元素的離散冪，然后與特定隨機(jī)數(shù)相乘，將編號(hào)和乘積提交給服務(wù)器S；(2)、服務(wù)器S計(jì)算交集計(jì)算結(jié)果，將結(jié)果分別返回給客戶端A和客戶端B，具體為：服務(wù)器S將得到的匿名化的集合中的元素相除，與特定閾值進(jìn)行比較，保留在閾值中的元素，并將編號(hào)分別發(fā)送給客戶端A和客戶端B。本發(fā)明提供的計(jì)算方法解決了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，其既可以保護(hù)內(nèi)容隱私，鏈接隱私，并且還能計(jì)算模糊交集，且計(jì)算量小，容易實(shí)現(xiàn)。
【IPC分類(lèi)】G06F17/30, G06F21/62, G06Q50/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105205406
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510532541
【發(fā)明人】任偉
【申請(qǐng)人】中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）
【公開(kāi)日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年8月26日