[发明专利]基于Paillier同态加密的隐私保护平均距离查询方法

权利要求书

1.一种基于Paillier同态加密的隐私保护平均距离查询方法，其特征在于，包括基于服务器端的平均距离查询处理协议和基于客户端的平均距离查询处理协议；

(1)基于服务器端的平均距离查询处理协议，包括以下步骤：

S1：设置位置数据所有者为服务器S、请求查询的业务为客户端C，其中，服务器S有n_S个用户客户端C有n_C个用户集合U＝U_S∪U_C＝{U₁，U₂，...，U_n}，集合U_I＝U_S∩U_C＝{U₁，...，Ui，...，U_m}，服务器在不同的时间段为每一个用户Sj提供位置信息；

S2：设置基于服务器端的平均距离查询处理协议的基本信息；

S2.1：服务器端选择集合U并发送给客户端，从而在客户端中隐藏服务器用户U_S；

S2.2：服务器用Paillier同态加密系统生成公钥PK_S和私钥SK_S；

S2.3：将集合U和公钥PK_S发给客户端；

S3：客户端将设施位置F和查询请求发送给服务器；

S4：服务器计算F中设施和用户U_S之间的距离，确定每个用户U_i∈U_S到最近设施的距离d_i，构建集合D＝{d₁，d₂，...，d_n}；

S5：服务器计算集合D中每个元素的加密值得到加密结果[T]_S并发送给客户端，从而在客户端中隐藏服务器用户U_S和服务器用户U_S的位置；

S6：客户端利用Paillier密码系统的乘法同态性质，计算每一个设施位置F_j∈F的查询结果，得到密文[X]_S；

S7：客户端选择两个随机值v₁和v₂对密文[X]_S进行伪装，得到密文[X′]_S并发送给服务器，从而在服务器上隐藏U_C和U_C的查询结果；

S8：服务器对加密的伪装结果进行解密，得到解密结果X″并发送给客户端；

S9：客户端对密文X″进行去伪装计算，得到所需查询结果z；

(2)基于客户端的平均距离查询处理协议，包括以下步骤：

C1：设置位置数据所有者为服务器S、请求查询的业务为客户端C，其中，服务器S有n_S个用户客户端C有n_C个用户集合U＝U_S∪U_C＝{U₁，U₂，...，U_n}，集合U_I＝U_S∩U_C＝{U₁，...，U_i，...，U_m}，服务器在不同的时间段为每一个用户S_j提供位置信息；

C2：设置基于客户端的平均距离查询处理协议的基本信息；

C2.1：服务器选择集合U并发送给客户端，从而在客户端中隐藏服务器用户U_S；

C2.2：客户端用Paillier同态加密系统的性质生成公钥PK_C和私钥SK_C，客户端与服务器共享PK_C；

C2.3：选择随机非零整数r_i与由客户端C生成的群的模数m_C互质，则

C2.4：客户端根据用户列表U_C计算加密结果[T]_C；

C2.5：客户端将[T]_C、公钥PK_C、r和客户端用户个数n_c发送给服务器；

C3：服务器验证加密结果，从而在客户端隐藏用户U_C的查询结果；

C4：客户端将设施位置F和查询请求发送给服务器；

C5：服务器计算F中设施和用户U_S之间的距离，确定每个用户U_i∈U_S到最近设施的距离d_i，构建集合D＝{d₁，d₂，...，d_n}；

C6：客户端利用Paillier密码系统的乘法同态性质，使用[T]_C中的值来计算查询结果的密文[X]_C；

C7：服务器将密文[X]_C与零加密相乘，得到匿名化加密后的查询结果[X′]_C并发送给客户端，防止服务器通过客户端对用户进行位置跟踪；

C8：客户端对匿名化加密后的查询结果进行解密操作，得到查询结果。

2.根据权利要求1所述的基于Paillier同态加密的隐私保护平均距离查询方法，其特征在于，所述步骤C3中服务器验证加密结果的方式是判断是否等于E_C(n_C)，若是，则继续协议，若否，则终止协议，其中，为客户端用户数n_C的加密，m_C为由客户端C生成的群的模数，g_C为由客户端C生成的群的生成元，r为随机数；

[T_i]_C为由公钥PK_C加密得到的消息密文集合中第i个元素。