[发明专利]基于Paillier同态加密的隐私保护平均距离查询方法

说明书

本发明提供一种基于Paillier同态加密的隐私保护平均距离查询方法，涉及信息安全技术领域。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，根据平均距离查询来优化位置选择，采用两种类型的隐私保护查询处理协议，使用部分同态加密作为构建块，对服务器和客户端的敏感数据进行加密，并对加密数据进行进一步的伪装操作，以保护双方的隐私，使客户端无需与其他企业共享数据，也无需访问敏感信息，就可以回答基于位置的查询。本方法有助于在不侵犯客户隐私的情况下，在各种应用程序的实体和联合分析之间有效地共享敏感数据，大大提高了服务的质量，同时也能够降低企业的物流成本。

技术领域

本发明涉及信息安全技术领域，具体涉及一种基于Paillier同态加密的隐私保护平均距离查询方法。

背景技术

随着网络技术的飞速发展，世界各地的数据库收集和分析了大量的位置信息。来自移动服务、应用程序和网络运营商等越来越多的位置数据为一些企业的发展提供了便利和新的机会。这些位置数据所有者能够明确掌握用户的位置信息，并且企业也希望能够将位置数据所有者所拥有的位置信息应用于自己的发展中，例如为企业的新分支机构找到最佳位置。但是，客户的位置信息作为一种十分重要的个人隐私数据，稍有不慎就会泄露个人身份，比如能通过客户的位置信息推导出其家庭或工作的相关信息。因此由于法律法规的要求和隐私问题的限制，位置数据所有者不能与其他企业共享该类特殊信息。企业开始寻求一种能够在不侵犯客户隐私的情况下运行基于位置的分析查询的方法。除此之外，我们需要防止拥有客户位置信息的服务提供商单独跟踪用户，他们有可能与企业合作，通过为其获取有用的信息的方式来获得酬劳。同样地，企业为了最大化自身的发展优势，也不希望与基于位置的服务提供商共享其拥有的客户列表。基于以上情况下，我们需要开发一种高效的隐私保护位置信息查询处理协议，有助于在考虑客户位置数据安全性的前提下，根据位置分布的情况找到新分支的最优位置。

最优位置选择是一种常见的基于位置的分析，它寻求找到新设施的最佳位置，在给定一组现有设施和一组客户的情况下优化目标函数。一种常见的方法是在假设位置已知的前提下在客户位置上使用相应的几何计算方法。然而，由于企业无法实时了解他们的客户的位置，第三方企业和分析师不能在现实生活中使用这些几何计算方法。为了成功地执行基于位置的查询，企业需要能够从位置数据所有者(如移动运营商和基于位置的服务提供商)收集到的最新位置。例如，虽然零售店或银行可能知道他们客户的住址，但他们也可能希望在一天中的某些时间段了解他们的位置。然而客户的工作地址可能丢失、更改或在其数据库中过期，没有实时更新的数据很大程度上影响了最佳位置的选择。因此需要从数据所有者那里收集用户的位置信息，同时保留数据所有者的一些敏感信息，以及客户的相关隐私，包括他们的身份和住址等等。

对于隐私保护解决方案，需要相互隐藏客户机的用户列表和服务器的用户列表，还需要从服务器隐藏查询的答案。否则，服务器将掌握新设施的最佳候选，并可能与竞争对手共享此信息。因此聚合查询的隐私保护解决方案十分重要，查询允许分析服务器中的位置数据并选择最佳的设施位置。通过提出的解决方案，在不与服务器共享用户列表的情况下，客户机可以获取有关用户位置的聚合信息。给定一组现有设施和一组用户，最优位置查询是为影响最大的新设施找到一个位置，方法之一是利用Paillier同态加密的隐私保护最小化每个用户与其最近设备之间的平均距离。平均距离对于客户来说是一个很有价值的信息，可以将其最小化，从而最大限度地提高用户利益。此技术有许多实际的应用程序，旨在提高服务质量亦或是能够降低企业的物流成本。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种基于Paillier同态加密的隐私保护平均距离查询方法，根据平均距离查询来优化位置选择，采用两种类型的隐私保护查询处理协议，使用部分同态加密作为构建块，对服务器和客户端的敏感数据进行加密，并对加密数据进行进一步的伪装操作，以保护双方的隐私。

为了实现上述目的，一种基于Paillier同态加密的隐私保护平均距离查询方法，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；