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专利号: 201910126432X
申请人: 安徽师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2026-08-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于同态加密的隐私保护密度峰聚类方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:在云计算环境下,参与者需要加密自身隐私数据并发送给云服务商A来计算各个参与者之间的距离,再根据距离安全地计算聚类中心;

步骤2:云服务商A剔除离群点对应的参与者,再根据DPC算法分配剩余参与者到其最近的簇中,最后分配离群的参与者;

所述步骤1包括以下步骤:

步骤1.1、假定由n个参与者a1,...,an组成的聚类问题,每个参与者ai拥有自身的隐私信息 利用以下公式,计算参与者ai和aj之间的欧式距离:步骤 1 .2 、参 与者a i 和a j的隐 私 数据 都是 q维 向量 ,分 别 表示 为T现在考虑aiaj的值,公式如下:

步骤1.3、计算出每个参与者到其他参与者之间的距离,计算公式如下:步骤1.4、p,q是两个大素数,n=pq,根据欧拉定理,L(n)=(p‑1)(q‑1),随机选择整数λ,e,使得gcd(λ,L(n))=1,eλ≡1(L(n)),则公钥PK为{n,e},私钥SK为{λ};

步骤1.5、明文空间M中的任意消息 对应密文定义式如下:e

E(m)=mmod n;

步骤1.6、对于密文E(m),相应的明文定义式如下:λ

D(E(m))=E(m) mod n;

步骤1.7、RSA密码系统是乘性同态的,满足以下条件:给定 通过以下公式:E(m1·m2)=E(m1)·E(m2);

步骤1.8、对于参与者的q维隐私数据,分别对其进行加密;

步骤1.9、参与者加密 和 加密是用同态加密系统的公钥PK来计算的,对于ai在接收到随机数 后对 进行加密;

步骤1.10、对于 aj在接收到随机数 后加密该维数据步骤1.11、完成加密操作后,参与者与对方共享密文的一部分,参与者将加密得到的隐私数据随机划分成p份 和 满足:步骤1.12、参与者再通过安全通道随机将q份发送给对方,其中0

步骤1.13、参与者的每一维隐私数据可以从其他参与者对应维度的隐私数据接收密文片段,然后,参与者对所有接收到的密文分量以及自身保留的密文片段运用同态操作相乘得到r;

步骤1.14、计算结束后发送给云服务商A,云服务商A将所有接收到的数据相乘;

步骤1.15、云服务商A通过私钥SK解密得到 将所有维度的隐私数据 的值相加;

T T

步骤1.16、参与者ai和aj分别计算aiai和ajaj的值,并发送给云服务商A,云服务商A再计算每个参与者之间的距离Dij;

步骤1.17、云服务商A再计算聚类中心。

2.根据权利要求1所述的基于同态加密的隐私保护密度峰聚类方法,其特征在于:所述步骤1中,先定义欧式距离、同态加密的概念,通过乘法同态加密方案安全的计算各个参与者之间的欧式距离,在参与者发送各自的隐私数据给云服务商A的过程中实施隐私保护方案。

3.根据权利要求1所述的基于同态加密的隐私保护密度峰聚类方法,其特征在于:所述步骤2中,根据步骤1得到的聚类中心,云服务商A先识别离群点,再分配其余参与者到最近的簇中,最后分配离群点。

4.根据权利要求1或3所述的基于同态加密的隐私保护密度峰聚类方法,其特征在于:所述步骤2包括以下步骤:

步骤2.1、在经过计算聚类中心阶段,云服务商A得到k个聚类中心,云服务商A再分配其余参与者到最近的簇中;

步骤2.2、云服务商A进行分配之前先剔除离群点,定义式如下:cluster halo={ai|dij<dc,1≤i≤nb,1≤j≤n}cluster core={ai|ρi>ρb,1≤i≤nb}其中cluster halo为边界区域,dc为截断距离,nb为一个簇的样本个数,簇边界区域中大于平均密度的样本点的密度作为阈值ρb,为每一个簇定义一个阈值 该簇的核心区域cluster core为密度大于 的样本所构成,则该簇的其他样本为离群点;

步骤2.3、对于非聚类中心的参与者aj,云服务商A将其归入密度比aj大且距离aj最近的参与者所在的簇中;

步骤2.4、对于离群点oi,将其归并到最近的已分配参与者所在的簇中。