[发明专利]一种具有隐私保护的目标模式匹配系统及方法

说明书

本发明公开了一种具有隐私保护的目标模式匹配系统及方法，使用布隆过滤器结合秘密共享的方式，采用分布式的系统结构，具体包括读者Reader、边缘设备ED、云服务器CS和图书订阅平台BSP：方法包括七部分：系统初始化、Reader处理数据、ED聚合数据、CS恢复过滤结果、BSP处理数据、CS匹配数据和BSP获得匹配结果。本发明在保证不泄露用户隐私信息的前提下，实现对图书订阅平台BSP目标模式的匹配，得到图书订阅平台BSP所查询书目是否畅销，提高了工作效率，而且文章使用布隆过滤器结合秘密共享和数据聚合方式，使得方案更加轻量。

技术领域

本发明属于信息安全技术领域，涉及一种目标模式匹配系统及方法，具体涉及一种使用布隆过滤器、秘密共享和数据聚合技术的以隐私保护的方式实现目标模式匹配系统及方法；能够很好的以隐私保护的方式匹配目标信息，同时提供一定的统计分析结果。

背景技术

随着大数据及物联网的发展，我们将长期处于一个信息多元的时期，从这样大量的数据信息中，如何获取有效信息变得尤为重要。同时，进行有效数据筛选的过程中，用户数据与数据消费者的请求数据均需要被保护。目前有很多方案能够实现对用户数据的保护，却很少关注数据消费者的请求数据安全问题。

数据消费者获取所需数据的过程中，需要保证用户数据安全，同时不能泄露用户身份信息。例如，在金融领域中，商家需要推出新的产品，则需要获取必要的用户特征，但是不能知道用户的具体身份。在图书领域中，商品提供平台需要知道某类书籍是否畅销，从而增加该类书籍的购买量，这个过程需要保证读者不知道商品提供平台请求哪类书籍，而商品提供平台的查询信息也不能被其他实体获取。整个过程中需要保证商家请求数据安全，而且需要从海量用户环境中得到用户对应数据的匹配结果。对于网店营销商来说，要增加新的出售商品时，需要知道该商品的受众以及潜在消费者，同时不让竞争者知道自己的新增商品信息。这种情况下，以隐私保护的方式实现对目标数据匹配显得尤为重要。

发明内容

本专利的主要目的是为实现在不泄露数据消费者请求者数据的前提下，以匹配的方式完成用户数据统计，而提供了一种具有隐私保护的目标模式匹配系统及方法。

本发明的系统所采用的技术方案是：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器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。

本发明的方法所采用的技术方案是：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：