[发明专利]一种具有隐私保护的目标模式匹配系统及方法

权利要求书

1.一种具有隐私保护的目标模式匹配方法，采用具有隐私保护的目标模式匹配系统；其特征在于：所述系统包括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，同时云服务器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；

所述方法包括以下步骤：

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，生成多项式其中i＝1,...,n，j＝1,...,m+1，将同一个布隆过滤器处理结果分成m+1个片段，a_i,0∈Z_p是用户User选择的随机数，{a_i,1,...,a_i,m}是用户User使用一个布隆过滤器处理的01结果，当j＝1,…,m时，x_j表示边缘设备ED的身份；当j＝1+m时，x_j表示云服务器CS的身份；Z_p表示小于等于p的素数；

步骤2.3：用户User将m个片段(x_j,y_ij)发送给m个边缘设备ED，其中y_ij＝f_i(x_j)，j＝1,…,m，并将(x_m+1,y_i,m+1)和a_i,0发送给云服务器CS，其中y_i,m+1＝f_i(x_m+1)；

步骤3：边缘设备ED聚合并上传请求数据；

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，将得到的不同用户的同一类商品信息进行聚合；

其中，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(x_j,y_j)，其中BF₁表示布隆过滤器1；

步骤3.2：边缘设备ED将聚合结果上传给云服务器CS；

步骤4：云服务器CS恢复数据；

步骤4的具体实现包括以下子步骤：

步骤4.1：云服务器CS根据秘密共享重构多项式的方式恢复数据；

其中，云服务器CS根据获取到的共享片段(x_t,y_t)恢复多项式F(x)＝a₀+a₁x+a₂x²+...+a_mx^m modp，其中

步骤4.2：云服务器CS获得每个布隆过滤器中的每一位置位统计结果；

步骤5：商品提供平台BSP处理数据；

步骤6：云服务器CS匹配数据；

步骤7：商品提供平台BSP获得匹配结果。