[发明专利]物联网环境下具有有效性验证功能的数据聚合方法

摘要

本发明公开了一种物联网环境下具有有效性验证功能的数据聚合方法，涉及物联网环境下的数据聚合技术领域，该方法是为了实现在中间结点SP进行聚合前实现有效性验证，保证数据的正确性和准确性，保证医疗数据中心接收的聚合结果是有效的，从而避免由于非法数据输送导致数据的误差很大，不利于与数据的分析统计，同时本发明在医疗数据中心端实现了数据的分段统计，实现了对于每一类数据不同属性进行统计。安全性证明表明，本方案基于离散对数的困难问题保证了数据的机密性和隐私，同时还可以抵抗合谋攻击，从而保证了用户数据的安全。性能分析表明，与已有方案相比，本发明在保证数据正确传输的情况下，明显降低了计算开销，同时节约了传输的带宽。

主权项

1.一种物联网环境下具有有效性验证功能的数据聚合方法，其特征在于，所述的数据聚合方法包括下列步骤：通过系统初始化算法Setup(λ)，输入安全参数λ和医疗数据中心MDC设置的k对标志位，输出公共参数PP，同时公开公共参数PP；通过密钥生成算法KeyGen(PP)，输入公共参数PP，输出系统的主密钥MSK、公钥PK以及私钥SK；通过数据分块算法ParData(D)，输入用户数据D的二进制表示形式、窗口大小t，输出用滑动窗口法之后，对用户数据D进行分组，并输出用户数据D分组的表示形式；通过标签生成算法TokenGen(PP,D,MSK)，输入公共参数PP、用户数据D和主密钥MSK，输出标签Token；通过数据加密算法Enc(PP,MSK,PK，D)，输入公共参数PP、主密钥MSK、公钥PK和用户数据D，输出密文cipher,其中，数据加密过程包括数据拥有者对数据进行加密，以及医疗数据中心MDC对选定数据范围的边界进行加密，首先是医疗数据中心MDC对范围边界值进行加密，然后把密文发送给中间结点SP,其次是用户上传加密数据到中间结点SP；通过数据有效性验证算法ver(PP,cipher_i,cipher_j,Token)，输入公共参数PP、两个要比较的密文cipher_i和cipher_j、以及其中一个密文对应的标签Token，两个密文中一个密文是用户上传的密文，另一个是医疗数据中心MDC上传的有效范围的边界值，根据比较结果，输出cipher_i∈[CR₁,CR₂]或者若密文在范围内，证明数据有效，若无效，则拒收；通过数据聚合算法Agg(cipher，n)对输入的n个用户的有效的密文cipher进行聚合,然后输出密文聚合结果C；通过分段解密算法Dec(C,SK,k)对用户有效的密文聚合结果进行解密，输入聚合结果C、私钥SK和分段的个数k，输出相对应范围的的明文结果M和范围内用户的个数N。