[发明专利]一种基于隐私保护的数字出版物畅销度预测方法

权利要求书

1.一种基于隐私保护的数字出版物畅销度预测方法，其特征在于，所述方法包括：

S1：对系统进行初始化；所述系统包括：数字出版服务平台和多个服务请求者User；所述数字出版服务平台包括：平台服务器PS、多个边缘设备ES以及海量读者Reader；

S2：User明确本次统计分析的目标类别OCName的值，生成对应的统计偏好{ISBN₁,ISBN₂,…,ISBN_V}；

S3：User生成一个长度为L的向量BF，并初始化为0，即BF[1]＝BF[2]＝...＝BF[L]＝0，同时生成K个哈希函数H₁,H₂,…,H_K，其中H_k:任意长度字符串→[1…L]，k＝1,2,…,K；

S4：User根据统计偏好{ISBN₁,ISBN₂,…,ISBN_V}利用K个哈希函数设置向量BF：BF[H_k(ISBN_v)]＝1，其中k＝1,2,…,K，v＝1,2,…,V；

S5：User收集步骤S4中BF中值为1的所有位置信息得到一个位置集合Los；

S6：User从{1,2,…,L}/Los中随机选择K/2个位置，将随机选择的位置并入到所述集合Los中得到过滤位置集合FLos；

S7：User利用超递增序列{b₁＝1,b₂,b₃,…}将所述集合FLos中的位置信息封装为一个整数，用符号B表示所述整数；

S8：User利用平台服务器的公钥和加密算法E加密整数B和目标类别名称OCName得到密文C₁＝E(pk_PS,B)和C₂＝E(pk_PS,OCName)；

S9：User将(H₁,H₂,…,H_K，C₁，C₂)作为服务请求提交给平台服务器PS；

S10：平台服务器PS利用自己的私钥对收到的密文C₂进行解密得到目标类别名称OCName＝D(sk_PS,C₂)；

S11：平台服务器PS将(H₁,H₂,…,H_K，OCName)广播给平台的海量读者；

S12：第i个读者Reader_i，i＝1,2,…,n，根据接收到的目标类别名称OCName整理自己相关的阅读信息；所述阅读信息包括：阅读过该类别图书的ISBN列表；

S13：第i个读者Reader_i生成一个长度为L的向量BF_i并将所述向量BF_i所有位置上的值初始化为0，然后依次将自己整理得到的ISBN列表中的每个值代入到K个哈希函数得到K个哈希值，将向量中所述K个哈希值所指示位置上的值设置为1，最后该读者得到的设置结果BF_i(s_i,1,s_i,2,…,s_i,L)；

S14：第i个读者Reader_i在大小为p的有限域内构造个一元m阶多项式；

S15：第i个读者Reader_i基于得到的设置结果BF_i(s_i,1,s_i,2,…,s_i,L)和步骤S14中的T个多项式构造T个一元m阶多项式；

S16：第i个读者Reader_i为平台服务器PS生成秘密份额；

S17：第i个读者Reader_i将所述第i个读者Reader_i为平台服务器PS生成的秘密份额发送给平台服务器PS；

S18：第i个读者Reader_i为第j个边缘设备ED_j，j＝1,2,…,m，生成秘密份额；

S19：第i个读者Reader_i将所述第i个读者Reader_i为第j个边缘设备ED_j，生成的秘密份额发送给第j个边缘设备ED_j和第j mod m+1个边缘设备ED_jmodm+1；

S20：第j个边缘设备ED_j将收到来自n个读者的秘密份额进行聚合；

S21：第j个边缘设备ED_j将计算得到的聚合份额发送给平台服务器PS；

S22：平台服务器PS将收到来自n个读者的秘密份额进行聚合；

S23：如果平台服务器PS没有收到来自第j个边缘设备ED_j的聚合份额，则平台服务器通知第j-1个边缘设备ED_j-1发送聚合份额，如果平台服务器没有收到来自第1个边缘设备ED₁的聚合份额，那么平台服务器通知第m个边缘设备ED_m发送聚合份额；

S24：平台服务器PS基于收到的聚合份额和自己计算得到的聚合份额利用拉格朗日插值公式重构2T个多项式[F₁(x)，F₂(x)，…，F_T(x)，F₁′(x)，F₂′(x)，…，F_T′(x)]；

S25：平台服务器PS依次检查的多项式F₁(x)和F′₁(x)至多项式F_T(x)和F′_T(x)的常数项是否相等，如果存在不相等，则平台服务器重启本次服务响应，否则执行下面的步骤；

S26：平台服务器PS通过计算F₁(x)-F′₁(x)、F₂(x)-F′₂(x)、……、F_T(x)-F′_T(x)并提取得到的多项式的系数，获得统计结果

S27：平台服务器PS利用自己的私钥对收到的密文C₁进行解密得到B＝D(sk_PS,C₁)，并利用超递增序列{b₁＝1,b₂,b₃,…}解析B得到过滤位置集合FLos；

S28：平台服务器PS根据过滤位置集合FLos过滤统计结果得到服务请求者的服务响应

S29:：平台服务器PS利用服务请求者的公钥加密服务响应得到密文并将密文{C′_l}_l∈FLos作为服务响应返回给服务请求者User；

S30：服务请求者User利用自己的私钥解密收到的密文获得服务响应

S31：服务请求者User根据自己的统计偏好{ISBN₁,ISBN₂,…,ISBN_V}、K个哈希函数和服务响应得到序列中每个ISBN的统计结果；所述统计结果为：有多少平台读者已经阅读过该ISBN对应的图书，其中v＝1,2,…,V。