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专利号: 201810846780X
申请人: 湖北工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-10-22
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种具有隐私保护的特征属性的处理方法,应用于包括用户、一级网关、二级网关和策略中心的系统,所述系统包括1个策略中心SC、1个二级网关SGW、m个一级网关;每个社区包括n个用户和1个一级网关;

将第i个社区的第j个用户表示为Uij,i=1,2,…,m,j=1,2,…,n;将第i个社区对应的一级网关表示为FGWi,i=1,2,…,m;将用户Uij的特征属性集记为Xij,i=1,2,…,m,j=1,

2,…,n;针对M种特征属性{w1,w2,…,wM},用户Uij的特征属性集Xij被表示为一个M维的特征向量 如果用户Uij具有特征属性wk,则xijk=1,否则xijk=0,i=1,

2,…,m,j=1,2,…,n,k=1,2,…,M,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

步骤1:系统初始化;

步骤2:用户特征属性集密文生成;

步骤3:具有隐私保护的单社区用户特征属性集密文生成;

步骤4:具有隐私保护的海量用户特征属性集密文生成;

步骤5:海量用户特征属性统计结果获取。

2.根据权利要求1所述的具有隐私保护的特征属性的处理方法,其特征在于,步骤1的具体实现包括以下子步骤:步骤1.1:策略中心SC生成系统相关参数及其公私钥对;策略中心SC随机选择整数R1和R2作为加密参数,且R1>nM,R2>m·R1(R1M-1)/(R1-1),其中n为一个社区内的用户数,m为社区的个数,M为特征属性的个数;

步骤1.2:一级网关FGWi生成自己的公私钥对,i=1,2,…,m;

步骤1.3:二级网关SGW生成自己的公私钥对;

步骤1.4:用户Uij生成自己的公私钥对,向策略中心SC发送注册请求,策略中心SC向其返回加密参数R1和R2;其中i=1,2,…,m,j=1,2,…,n。

3.根据权利要求2所述的具有隐私保护的特征属性的处理方法,其特征在于,步骤2的具体实现包括以下子步骤:步骤2.1:用户根据获得的加密参数R1和R2将自己的特征属性集表示为一个满足霍纳法则的一元多项式;

步骤2.2:利用策略中心SC的私钥和同态加密算法对该一元多项式进行加密形成密文;

步骤2.3:用户Uij用自己的私钥对生成的密文进行签名;

步骤2.4:把密文与签名发送给对应的一级网关FGWi。

4.根据权利要求3所述的具有隐私保护的特征属性的处理方法,其特征在于,步骤2.1中用户Uij将自己的特征属性集Xij对应的特征向量 表示成一元多项式 其中R1和R2为加密参数。

5.根据权利要求3或4所述的具有隐私保护的特征属性的处理方法,其特征在于,步骤3的具体实现包括以下子步骤:步骤3.1:一级网关FGW对收到的n份密文进行签名验证;

步骤3.2:如果验证通过,那么一级网关FGW对n份密文进行运算;

步骤3.3:一级网关FGW用自己的私钥对计算得到的密文进行签名;

步骤3.4:把计算得到的密文与签名发送给二级网关SGW。

6.根据权利要求5所述的具有隐私保护的特征属性的处理方法,其特征在于,步骤4的具体实现包括以下子步骤:步骤4.1:二级网关SGW对收到的m份密文进行签名验证;

步骤4.2:如果验证通过,那么一级网关SGW对m份密文进行运算;

步骤4.3:二级网关SGW用自己的私钥对计算得到的密文进行签名;

步骤4.4:把计算得到的密文与签名发送给策略中心SC。

7.根据权利要求6所述的具有隐私保护的特征属性的处理方法,其特征在于,步骤5的具体实现包括以下子步骤:步骤5.1:策略中心SC对收到的密文进行验证;

步骤5.2:如果验证通过,策略中心SC利用自己的私钥对该密文进行解密;

步骤5.3:利用霍纳法则对解密得到的一元多项式进行解析,获得每个社区用户中分别具有特征属性w1,w2,…,wM的用户数和海量mn个用户中分别具有特征属性w1,w2,…,wM的用户数。

8.根据权利要求7所述的具有隐私保护的特征属性的处理方法,其特征在于:步骤5.3中,解密得到一个嵌套两次霍纳法则的一元多项式其中 表示第i个社区具有第k种特征属性的用户数,i=1,2,…,m,k=1,

2 M 2

2,…,M;利用加密参数R2对一元多项式P进行解析得到a11R1+a12R1 +…+a1MR1 ,a21R1+a22R1+…+a2MR1M,…,am1R1+am2R12+…+amMR1M;利用加密参数R1分别对a11R1+a12R12+…+a1MR1M,a21R1+a22R12+…+a2MR1M,…,am1R1+am2R12+…+amMR1M进行解析得到a11,a12,…,a1M,a21,a22,…,a2M,…,am1,am2,…,amM,也就是获得了每个社区具有每种特征属性的用户数;基于此,策略中心SC可以通过计算 获得mn个用户中具有第k种特征属性wk的用户数,k=1,2,…,M。

9.一种具有隐私保护的特征属性的处理装置,其特征在于,应用于包括用户、一级网关、二级网关和策略中心的系统,所述系统包括1个策略中心SC、1个二级网关SGW、m个一级网关;每个社区包括n个用户和1个一级网关;将第i个社区的第j个用户表示为Uij,i=1,

2,…,m,j=1,2,…,n;将第i个社区对应的一级网关表示为FGWi,i=1,2,…,m;将用户Uij的特征属性集记为Xij,i=1,2,…,m,j=1,2,…,n;针对M种特征属性{w1,w2,…,wM},用户Uij的特征属性集Xij被表示为一个M维的特征向量 如果用户Uij具有特征属性wk,则xijk=1,否则xijk=0,i=1,2,…,m,j=1,2,…,n,k=1,2,…,M,所述装置包括:初始化模块,用于系统初始化,包括下述两个子模块:

系统参数生成模块,用于所述策略中心预先根据选取的安全参数生成策略中心的公私钥以及其他所需的系统参数,并选取加密参数;

发送模块,用于所述策略中心将所述系统参数分别发送至所述一级网关、所述二级网关和所述用户,以及用于所述策略中心接收所述用户注册请求后,向所述用户发送所述加密参数;

用户特征属性集密文生成模块包括下述四个子模块:

转化模块,用于所述用户根据所述加密参数将特征属性集转化为满足霍纳法则的一元多项式;

加密模块,用于所述用户利用同态加密算法和所述策略中心公钥对所述一元多项式进行加密,获得用户特征属性集密文;

第一签名模块,用于所述用户利用用户私钥对所述用户特征属性集密文进行签名获得第一签名;

用户发送模块,用于所述用户将所述用户特征属性集密文和所述第一签名发送至所述一级网关;

具有隐私保护的单社区用户特征属性集密文生成模块包括下述四个子模块:第一验证模块,用于所述一级网关利用所述用户公钥对所述用户特征属性集密文和所述第一签名进行验证;

第一密文计算模块,用于所述一级网关对所述用户特征属性集密文进行密文级计算得到单社区用户特征属性密文;

第二签名模块,用于所述一级网关利用一级网关私钥对所述单社区用户特征属性集密文进行签名获得第二签名;

一级网关发送模块,用于所述一级网关将所述单社区用户特征属性集密文和所述第二签名发送至所述二级网关;

具有隐私保护的海量用户特征属性集密文生成模块包括下述四个子模块:第二验证模块,用于所述二级网关利用所述一级网关公钥对所述单社区用户特征属性集密文和所述第二签名进行验证;

第二密文计算模块,用于所述二级网关对所述单社区用户特征属性集密文进行密文级计算得到海量用户特征属性集密文;

第三签名模块,用于所述二级网关利用二级网关私钥对所述海量用户特征属性集密文进行签名获得第三签名;

二级网关发送模块,用于所述二级网关将所述海量用户特征属性集密文和所述第三签名发送至所述策略中心;

海量用户特征属性统计结果获取模块包括下述三个子模块:第三验证模块,用于所述策略中心利用所述二级网关公钥对所述海量用户特征属性集密文和所述第三签名进行验证;

解密模块,用于所述策略中心利用策略中心私钥对所述海量用户特征属性集密文进行解密;

解析模块,用户所述策略中心利用加密参数对解密结果进行解析获得所述用户特征属性集的统计结果。

10.一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至8任一项权利要求所述的方法。