移动群体感知中异构数据隐私保护及可靠性判断方法技术

本发明专利技术公开了一种移动群体感知中异构数据隐私保护及可靠性判断方法，首先由任务请求者创建感知任务，上传到服务提供商，再由服务提供商招募用户，然后用户执行任务后将采集的数据上传到服务提供商，最后服务提供商对数据进行隐私的可靠性测试；在具体的任务上传中，请求者会对任务中需要采集的数值型、文本型、多媒体型数据规范范围，加密后再上传，服务提供商招募到的用户也会将采集到的数据进行加密再上传给服务提供商，服务提供商基于0/1编码、可搜索加密以感知哈希函数对数据在密文状态下进行可靠性测试。本发明专利技术在保护数据隐私的前提下实现了对异构型群体感知数据的可靠性判断。

Privacy protection and reliability judgment of heterogeneous data in mobile group awareness

【技术实现步骤摘要】
移动群体感知中异构数据隐私保护及可靠性判断方法
本专利技术涉及信息安全的
，尤其是指一种移动群体感知中异构数据隐私保护及可靠性判断方法。
技术介绍
移动群体感知是一种新的传感范式，它利用嵌入在个人的移动智能设备(如手机)中的传感器(如GPS，摄像头，麦克风)来收集传感数据。任务请求者会通过在平台发布任务，由用户接受并执行复杂的感知任务。一个可靠的移动群体感知应用通常依赖于足够数量的参与者和其提供的可信赖的数据。但是，群体感知应用中存在的隐私问题会导致参与者参与任务的积极性降低；而且参与者的行为通常具有不确定性，其通过传感设备收集的数据也具有异构性，就会导致数据的不可靠性，最终导致移动群体感知应用不可靠。针对数据的不可靠性，任务请求者可以在发布任务的时候对需要采集的数据进行质量上的要求，服务提供商在收到来自用户提交的数据时，可以进行数据评估，判断用户提供的数据是否符合发布者的要求，之后才进行用户激励等操作。然而这个过程如果在明文状态下进行，会泄露发布者以及用户的多方面的隐私。基于隐私保护的数据评估方案被提出，在群体感知应用的基础上，通过在任务请求者以及用户端添加额外的可搜索加密计算，在保护隐私的情况下实现对数据质量的评估。在实际情况中，移动群体感知应用中实际上会采集到大量异构类型的数据，即数值型、文本型以及多媒体型等多种数据类型混合的数据。但是目前大多数的隐私保护数据评估方案都是针对单一特定类型的数据进行设计的，这就导致其不具备应用于多场景的能力。
技术实现思路
>本专利技术的目的旨在解决在隐私保护的情况下对异构型数据进行可靠性判断的问题，提出了一种移动群体感知中异构数据隐私保护及可靠性判断方法，将文本、数值以及多媒体数据的可信度描述为关键字，范围以及哈希值，采用带有关键字搜索的公钥加密原语、0/1编码以及感知哈希函数在保证机密性的前提下，完成对异构型数据的可靠性判断，提高移动群体感知应用的应用范围和可用性。为实现上述目的，本专利技术所提供的技术方案为：移动群体感知中异构数据隐私保护及可靠性判断方法，包括以下步骤：1)服务提供商获取任务请求者创建的感知任务以及形式化可靠性指标所述感知任务是指对所需收集的感知数据的类型及内容的具体描述；所述可靠性指标是指任务请求者对于收集的不同类型的数据，预设不同的初始可靠性指标，其中，数值型数据的可靠性指标为约束范围，文本型数据的可靠性指标为基本关键字，多媒体数据类型的可靠性指标为汉明距离；所述感知任务以及可靠性指标处于加密状态，共同组成任务请求；2)服务提供商招募用户参与任务所述用户接受感知任务，根据任务请求，获取不同传感器收集到的相对应的初始数据，根据任务请求者的公钥和用户自身的密钥加密初始数据得到加密数据，服务提供商获取加密数据；3)服务提供商对加密数据执行可靠性测试所述可靠性测试基于0/1编码，范围匹配和可搜索加密，以初始可靠性需求和加密数据为输入，输出可靠性判断结果；若加密数据通过可靠性测试，则该加密数据的可靠性判断结果为1，否则该加密数据的可靠性判断结果为0。所述步骤1)包括以下步骤：1.1)预设安全参数λ，根据安全参数λ生成公共参数pk：pk＝(G1,G2,e,g,h,H1,H2,PHI,PHA,PHV)式中：G1,G2表示两个p阶的加法循环群，p为大素数，且G1×G1→G2；g,h为G1的两个生成元，e表示双线性映射运算；H1,H2均表示哈希函数，其中H1:{0,1}*→G1，H2:{0,1}*→{0,1}λ，其中{0,1}*表示任意长度的二进制序列，{0,1}λ表示长度为λ的二进制序列；PHI,PHA,PHV分别为感知图像哈希函数，感知音频哈希函数，感知视频哈希函数，其中，其中，表示长度为λ/8的字节序列，二进制长度实际为λ；所述公共参数由任务请求者、服务提供商以及用户共同持有；1.2)任务请求者生成自身的私钥skR＝α和公钥pkR＝gα，其中α为数域Zp上的随机数，gα表示g的α次幂；1.3)任务请求者创建群体感知任务，描述需要收集的感知数据的具体内容及类型，并且预设未加密的初始可靠性指标：式中：a,b为未加密的初始可靠性指标中数值型数据的约束范围，且a＜b；分别为未加密的初始可靠性指标中文本型数据的必须包含的基本关键字集合和可选包含的关键字集合；V为未加密的初始可靠性指标中多媒体型数据的哈希值的集合；T为未加密的初始可靠性指标中多媒体型数据哈希值的汉明距离的阈值；加密所述未加密的初始可靠性指标中的约束范围和基本关键字集合：式中：为已加密的必须包含的第j个基本关键字，为已加密的可选包含的第k个基本关键字，Aa,m为第m个已加密的数值型约束范围下限，Ab,n为第n个已加密的数值型约束范围上限；wj为中的元素，表示第j个必须包含的关键字；wk为中的元素，表示第k个可选包含的关键字；为Ea中的元素，表示第m个二进制序列；为Eb中的元素，表示第n个二进制序列；即其中，Ea为a的1-编码；Eb为b的0-编码；r1,j,r2,k,r3,m,r4,n为4个数域Zp上的随机数：R3,m＝{r3,m}，1≤m≤|Eb|R4,n＝{r4,n}，1≤n≤|Ea|r1,j≠r2,k≠r3,m≠r4,n式中：R1,j，R2,k，R3,m，R4,n分别表示包含随机数r1,j,r2,k,r3,m,r4,n的集合；1.4)服务提供商获取到的任务请求为：式中：表示已加密的必须包含的关键字集合，表示已加密的可选包含的关键字集合，Aa表示已加密的数值型数据约束范围的下限集合，Ab表示已加密的数值型数据约束范围的上限集合。所述步骤2)包括以下步骤：2.1)服务提供商向每个潜在的用户TPi发送令牌tokeni：式中：是服务提供商针对用户TPi在群G1上选择的随机元素，δi是服务提供商针对用户TPi在整数域上选择的随机值，是的δi次幂，pkR表示任务请求者的公钥；用户收到tokeni，向服务提供商发送其中是用户TPi在群G1上选择的随机元素，σi是用户TPi在整数域上选择的随机值，是的σi次幂；所述用户TPi与服务提供商均计算用户TPi的匿名身份标识IDi：式中：H2表示任务请求者使用的第2种哈希函数，e表示双线性映射运算，是服务提供商针对用户TPi在群G1上选择的随机元素，δi是服务提供商针对用户TPi在整数域上选择的随机值，是的δi次幂；是用户TPi在群G1上选择的随机元素，σi是用户TPi在整数域上选择的随机值，是的σi次幂；2.2)用户生成数据测试请求：用户TPi根据感知任务需求，收集感知数据Sd,i＝{Nd,i,Td,i,Md,i}，其中Sd,i表示用户TPi提供的所有数据的集合，Nd,i表示用户TPi提供的数值型数据的集合，Td,i表示用户TPi提供的文本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.移动群体感知中异构数据隐私保护及可靠性判断方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)服务提供商获取任务请求者创建的感知任务以及形式化可靠性指标/n所述感知任务是指对所需收集的感知数据的类型及内容的具体描述；所述可靠性指标是指任务请求者对于收集的不同类型的数据，预设不同的初始可靠性指标，其中，数值型数据的可靠性指标为约束范围，文本型数据的可靠性指标为基本关键字，多媒体数据类型的可靠性指标为汉明距离；所述感知任务以及可靠性指标处于加密状态，共同组成任务请求；/n2)服务提供商招募用户参与任务/n所述用户接受感知任务，根据任务请求，获取不同传感器收集到的相对应的初始数据，根据任务请求者的公钥和用户自身的密钥加密初始数据得到加密数据，服务提供商获取加密数据；/n3)服务提供商对加密数据执行可靠性测试/n所述可靠性测试基于0/1编码，范围匹配和可搜索加密，以初始可靠性需求和加密数据为输入，输出可靠性判断结果；若加密数据通过可靠性测试，则该加密数据的可靠性判断结果为1，否则该加密数据的可靠性判断结果为0。/n

【技术特征摘要】
1.移动群体感知中异构数据隐私保护及可靠性判断方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)服务提供商获取任务请求者创建的感知任务以及形式化可靠性指标
所述感知任务是指对所需收集的感知数据的类型及内容的具体描述；所述可靠性指标是指任务请求者对于收集的不同类型的数据，预设不同的初始可靠性指标，其中，数值型数据的可靠性指标为约束范围，文本型数据的可靠性指标为基本关键字，多媒体数据类型的可靠性指标为汉明距离；所述感知任务以及可靠性指标处于加密状态，共同组成任务请求；
2)服务提供商招募用户参与任务
所述用户接受感知任务，根据任务请求，获取不同传感器收集到的相对应的初始数据，根据任务请求者的公钥和用户自身的密钥加密初始数据得到加密数据，服务提供商获取加密数据；
3)服务提供商对加密数据执行可靠性测试
所述可靠性测试基于0/1编码，范围匹配和可搜索加密，以初始可靠性需求和加密数据为输入，输出可靠性判断结果；若加密数据通过可靠性测试，则该加密数据的可靠性判断结果为1，否则该加密数据的可靠性判断结果为0。


2.根据权利要求1所述的移动群体感知中异构数据隐私保护及可靠性判断方法，其特征在于，所述步骤1)包括以下步骤：
1.1)预设安全参数λ，根据安全参数λ生成公共参数pk：
pk＝(G1,G2,e,g,h,H1,H2,PHI,PHA,PHV)
式中：G1,G2表示两个p阶的加法循环群，p为大素数，且G1×G1→G2；g,h为G1的两个生成元，e表示双线性映射运算；H1,H2均表示哈希函数，其中H1:{0,1}*→G1，H2:{0,1}*→{0,1}λ，其中{0,1}*表示任意长度的二进制序列，{0,1}λ表示长度为λ的二进制序列；PHI,PHA,PHV分别为感知图像哈希函数，感知音频哈希函数，感知视频哈希函数，其中，其中，表示长度为λ/8的字节序列，二进制长度实际为λ；
所述公共参数由任务请求者、服务提供商以及用户共同持有；
1.2)任务请求者生成自身的私钥skR＝α和公钥pkR＝gα，其中α为数域Zp上的随机数，gα表示g的α次幂；
1.3)任务请求者创建群体感知任务，描述需要收集的感知数据的具体内容及类型，并且预设未加密的初始可靠性指标：



式中：a,b为未加密的初始可靠性指标中数值型数据的约束范围，且a＜b；分别为未加密的初始可靠性指标中文本型数据的必须包含的基本关键字集合和可选包含的关键字集合；V为未加密的初始可靠性指标中多媒体型数据的哈希值的集合；T为未加密的初始可靠性指标中多媒体型数据哈希值的汉明距离的阈值；
加密所述未加密的初始可靠性指标中的约束范围和基本关键字集合：












式中：为已加密的必须包含的第j个基本关键字，为已加密的可选包含的第k个基本关键字，Aa,m为第m个已加密的数值型约束范围下限，Ab,n为第n个已加密的数值型约束范围上限；wj为中的元素，表示第j个必须包含的关键字；wk为中的元素，表示第k个可选包含的关键字；为Ea中的元素，表示第m个二进制序列；为Eb中的元素，表示第n个二进制序列；即其中，Ea为a的1-编码；Eb为b的0-编码；r1,j,r2,k,r3,m,r4,n为4个数域Zp上的随机数：






R3,m＝{r3,m}，1≤m≤|Eb|
R4,n＝{r4,n}，1≤n≤|Ea|
r1,j≠r2,k≠r3,m≠r4,n
式中：R1,j，R2,k，R3,m，R4,n分别表示包含随机数r1,j,r2,k,r3,m,r4,n的集合；
1.4)服务提供商获取到的任务请求为：



式中：表示已加密的必须包含的关键字集合，表示已加密的可选包含的关键字集合，Aa表示已加密的数值型数据约束范围的下限集合，Ab表示已加密的数值型数据约束范围的上限集合。


3.根据权利要求1所述的移动群体感知中异构数据隐私保护及可靠性判断方法，其特征在于，所述步骤2)包括以下步骤：
2.1)服务提供商向每个潜在的用户TPi发送令牌tokeni：



式中：是服务提供商针对用户TPi在群G1上选择的随机元素，δi是服务提供商针对用户TPi在整数域上选择的随机值，是的δi次幂，pkR表示任务请求者的公钥；用户收到tokeni，向服务提供商发送其中是用户TPi在...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志昊，赵搏文，唐韶华，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44