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专利号: 2021103689143
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:2026-08-18
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目标模式匹配系统,其特征在于:包括n个用户User,一个授权中心AC,一个云服务器CS,m个边缘设备ED和l个商品提供平台BSP;

所述授权中心AC,用于生成系统参数,即为用户User和商品提供平台BSP生成处理信息所需的布隆过滤器,根据商品的种类不同生成不同的布隆过滤器,其中布隆过滤器的大小为m,哈希函数的个数为k,并为用户User使用秘密共享分配信息生成参数p,其中p是大素数,满足p≥m+1;

所述用户User,用于将所选商品信息使用布隆过滤器进行置位,然后将置位结果以秘密共享的方式处理后发送给边缘设备ED;

所述边缘设备ED,用于对收集到的用户User不同类别的信息进行聚合操作,然后将聚合结果发送给云服务CS;

所述云服务器CS,用于借助云的存储和计算能力来存储边缘设备ED上传的聚合数据,将聚合数据恢复得到m个用户对不同类商品使用布隆过滤器处理后的结果,得到每个布隆过滤器的不同位置的置位结果,并根据商品提供平台BSP上传的数据与用户User的数据进行匹配,并根据阈值的方式分析统计结果,将匹配结果发送给商品提供平台BSP;

所述商品提供平台BSP,用于将需要查询的商品信息使用与用户User相同的布隆过滤器进行处理,将处理结果上传给云服务器CS,由它帮助匹配商品信息,查看所需商品是否为畅销商品;整个过程需要保证用户隐私安全,同时云服务CS只能帮助匹配和分析统计结果,并不知道用户User与商品提供平台BSP的具体商品信息;当商品提供平台BSP收到结果后再来判断具体某商品是否为畅销商品,并将该商品添加到畅销商品库中。

2.一种具有隐私保护的目标模式匹配方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:系统初始化;

步骤2:用户User处理并上传数据;

步骤2的具体实现包括以下子步骤:步骤2.1:用户User根据授权中心AC返回的布隆过滤器处理自己已经选择过的商品,其中不同种类的商品使用不同的布隆过滤器进行处理,布隆过滤器的长度为m,哈希函数的个数为k;

步骤2.2:用户User根据授权中心AC返回的秘密共享参数p,生成多项式fi(xj)=ai,0+2

ai,1x+ai,2x+...+ai,mxmmod p,其中i=1,...,n,j=1,...,m,将同一个布隆过滤器处理结果分成m+1个片段,ai,0∈Zp是用户User选择的随机数,{ai,1,...,ai,m}是用户User使用一个布隆过滤器处理的01结果,xj表示边缘设备ED的身份;Zp表示小于等于p的素数;

步骤2.3:用户User将m个片段(xj,yij)发送给m个边缘设备ED,将(xm+1,yi,m+1)和ai,0发送给云服务CS,其中yij=fi(xj),xm+1表示云服务CS的身份;

步骤3:边缘设备ED聚合并上传请求数据;

步骤4:云服务CS恢复数据;

步骤5:商品提供平台BSP处理数据;

步骤6:云服务CS匹配数据;

步骤7:商品提供平台BSP获得匹配结果。

3.根据权利要求2所述的具有隐私保护的目标模式匹配方法,其特征在于,步骤1的具体实现包括以下子步骤:

步骤1.1:用户User向授权中心AC发送注册请求,完成系统注册;

步骤1.2:授权中心AC向用户User返回参数;

步骤1.3:商品提供平台BSP向授权中心AC发送注册请求,完成系统注册;

步骤1.4:授权中心AC向商品提供平台BSP返回参数。

4.根据权利要求2所述的具有隐私保护的目标模式匹配方法,其特征在于,步骤3的具体实现包括以下子步骤:

步骤3.1:边缘设备ED接收n个用户User上传的数据,将得到不同用户的同一类商品信息进行聚合;

步骤3.2:边缘设备ED将聚合结果上传给云服务CS。

5.根据权利要求4所述的具有隐私保护的目标模式匹配方法,其特征在于:步骤3.1中,边缘设备ED接收n个用户User上传的数据,将得到的不同用户的同一类商品信息进行聚合,即把n个用户使用BF1产生的结果聚合在一起,得到片段(xj,yj),其中BF1表示布隆过滤器1。

6.根据权利要求2所述的具有隐私保护的目标模式匹配方法,其特征在于,步骤4的具体实现包括以下子步骤:

步骤4.1:云服务CS根据秘密共享重构多项式的方式恢复数据;

步骤4.2:云服务CS获得每个布隆过滤器中的每一位置位统计结果。

7.根据权利要求6所述的具有隐私保护的目标模式匹配方法,其特征在于:步骤4.1中,

2 m

云服务CS根据获取到的共享片段(xk,yk)恢复多项式F(x)=aj,0+aj,1x+aj,2x+...+aj,mxmod p,其中

8.根据权利要求2所述的具有隐私保护的目标模式匹配方法,其特征在于,步骤5的具体实现包括以下子步骤:

步骤5.1:商品提供平台BSP根据授权中心AC返回的布隆过滤器处理待匹配书目信息;

步骤5.2:商品提供平台BSP将布隆过滤器处理结果以请求的方式发送给云服务CS。

9.根据权利要求2所述的具有隐私保护的目标模式匹配方法,其特征在于,步骤6的具体实现包括以下子步骤:

步骤6.1:云服务CS根据用户User和商品提供平台BSP的数据进行匹配;

步骤6.2:根据阈值的方式,判断匹配结果需要返回“是”还是“否”;

步骤6.3:云服务CS将匹配结果返回给商品提供平台BSP。

10.根据权利要求2‑9任意一项所述的具有隐私保护的目标模式匹配方法,其特征在于:步骤7中,商品提供平台BSP根据云服务CS的返回结果判断查询商品是否为畅销商品,从而决定是否加购该商品。