本發(fā)明涉及一種安全增強(qiáng)的多方設(shè)備數(shù)據(jù)差分隱私保護(hù)方案，屬于區(qū)塊鏈技術(shù)和隱私安全領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

1、iiot的發(fā)展為工業(yè)領(lǐng)域帶來了巨大的變革和機(jī)遇,它極大促進(jìn)了多方企業(yè)之間的數(shù)據(jù)共享、智能決策和跨企業(yè)協(xié)同。在iiot的“設(shè)備數(shù)據(jù)反饋”模式下，企業(yè)向制造商購買設(shè)備，并根據(jù)貢獻(xiàn)協(xié)議定期提供設(shè)備日常運(yùn)行數(shù)據(jù)給制造商，以支持制造商進(jìn)行設(shè)備的維護(hù)和迭代；向企業(yè)提供更好的新一代產(chǎn)品和技術(shù)支持，以提升企業(yè)的生產(chǎn)效率。物理層的傳感設(shè)備的啟動、采集、處理大量數(shù)據(jù)，使用第三方平臺原始、集中式的處理方式輸送到iiot網(wǎng)絡(luò)中，對于各方都存在隱私風(fēng)險?，F(xiàn)在區(qū)塊鏈作為透明公開的分布式存儲系統(tǒng)的代表被廣泛運(yùn)用在數(shù)據(jù)共享中。現(xiàn)有的區(qū)塊鏈系統(tǒng)架構(gòu)將上傳和訪問區(qū)塊鏈功能進(jìn)行了拆分，將其設(shè)置在本地，然后把進(jìn)行共識的節(jié)點(diǎn)放在云端，這樣在一定程度上保護(hù)了數(shù)據(jù)的安全，但對于基于背景知識的攻擊，還是沒有辦法很好的解決。

2、差分隱私技術(shù)可以解決上述問題，通過對數(shù)據(jù)添加標(biāo)準(zhǔn)化隨機(jī)噪聲來混淆真實(shí)數(shù)值。然而差分隱私算法多被當(dāng)作第三方服務(wù)或隱私工具，置于區(qū)塊鏈系統(tǒng)外與區(qū)塊鏈系統(tǒng)并行，如此第三方服務(wù)器必將涉及原始數(shù)據(jù)。而且在企業(yè)的設(shè)備統(tǒng)計數(shù)據(jù)由多個屬性參數(shù)組成，比如設(shè)備的磨損度、散熱率、功率故障等。對于攻擊者而言，即使統(tǒng)計數(shù)值的噪聲變化能夠?qū)ζ湓斐梢恍├Щ?，但多個數(shù)值形成的趨勢仍然會暴露出一些隱私信息。所以在制造商-企業(yè)設(shè)備數(shù)據(jù)共享中存在的隱私問題仍未得到有效解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種針對數(shù)據(jù)收集者不同的查詢目的作出不同響應(yīng)結(jié)果的安全增強(qiáng)的多方設(shè)備數(shù)據(jù)差分隱私保護(hù)方法。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：一種安全增強(qiáng)的多方設(shè)備數(shù)據(jù)差分隱私保護(hù)方法，包括：

3、用戶從設(shè)備傳感器中采集數(shù)據(jù)，形成多用戶數(shù)據(jù)，并將多用戶數(shù)據(jù)上傳到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中；

4、當(dāng)查詢者向區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)起數(shù)據(jù)查詢請求時，區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)判斷查詢請求是單體用戶數(shù)據(jù)查詢還是全體用戶數(shù)據(jù)查詢；

5、若是單體用戶數(shù)據(jù)查詢，則對用戶數(shù)據(jù)添加差分隱私噪聲；若是全體用戶數(shù)據(jù)查詢，則對全體用戶數(shù)據(jù)添加差分隱私噪聲，且全體用戶數(shù)據(jù)的差分隱私噪聲可以進(jìn)行噪聲抵消。

6、上述技術(shù)方案的進(jìn)一步設(shè)計為：將多用戶數(shù)據(jù)上傳到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)前對多用戶數(shù)據(jù)添加本地差分隱私噪聲。

7、所述本地差分隱私為基于高斯分布的噪聲機(jī)制，噪聲分布公式為

8、其中，其中s是f的敏感度，表示均值為0，ε為隱私預(yù)算，方差為σ2的高斯分布采樣結(jié)果。

9、所述區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)有智能合約模塊，所述智能合約模塊內(nèi)設(shè)有存儲模塊、差分隱私模塊和查詢模塊；存儲模塊用于存儲多用戶數(shù)據(jù)，查詢模塊用于對查詢請求進(jìn)行判斷，差分隱私模塊用于對多用戶數(shù)據(jù)添加差分隱私噪聲。

10、用戶通過客戶端將多用戶數(shù)據(jù)上傳至區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中；查詢者通過客戶端向區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)起數(shù)據(jù)查詢請求。

11、將多用戶數(shù)據(jù)上傳到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)前需對區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行初始化。

12、多用戶數(shù)據(jù)為包括設(shè)備多個參數(shù)類型數(shù)據(jù)。

13、區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對全體用戶數(shù)據(jù)中同類型的數(shù)據(jù)添加的差分隱私噪聲可以進(jìn)行噪聲抵消。

14、相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

15、本發(fā)明在設(shè)備的多用戶數(shù)據(jù)上傳區(qū)塊鏈后，將數(shù)據(jù)保存在智能合約模塊的存儲模塊內(nèi)，數(shù)據(jù)的讀取在智能合約內(nèi)部進(jìn)行，減少了數(shù)據(jù)處理的步驟，也減小了隱私泄露的風(fēng)險；差分隱私模塊也集成在智能合約模塊內(nèi)，無需第三方服務(wù)器，能夠更好地保護(hù)數(shù)據(jù)安全。此外，針對制造商和多方企業(yè)設(shè)備數(shù)據(jù)反饋這一特定場景中，針對制造商潛在的隱私窺探行為，如果對某一企業(yè)進(jìn)行針對查詢，智能合約對企業(yè)各類數(shù)據(jù)添加足以失真的噪聲且無其他企業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行噪聲抵消，使得個體企業(yè)的數(shù)據(jù)不具有可用性；當(dāng)制造商對全體企業(yè)進(jìn)行查詢，智能合約對企業(yè)各類數(shù)據(jù)添加足以失真的噪聲且其他企業(yè)各類數(shù)據(jù)可以進(jìn)行噪聲抵消，使得個體企業(yè)的數(shù)據(jù)和隱私隱藏在全體數(shù)據(jù)之中。

技術(shù)特征：

1.一種安全增強(qiáng)的多方設(shè)備數(shù)據(jù)差分隱私保護(hù)方法，其特征在于：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述安全增強(qiáng)的多方設(shè)備數(shù)據(jù)差分隱私保護(hù)方法，其特征在于：將多用戶數(shù)據(jù)上傳到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)前對多用戶數(shù)據(jù)添加本地差分隱私噪聲。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述安全增強(qiáng)的多方設(shè)備數(shù)據(jù)差分隱私保護(hù)方法，其特征在于：所述本地差分隱私為基于高斯分布的噪聲機(jī)制，噪聲分布公式為

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述安全增強(qiáng)的多方設(shè)備數(shù)據(jù)差分隱私保護(hù)方法，其特征在于：所述區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)有智能合約模塊，所述智能合約模塊內(nèi)設(shè)有存儲模塊、差分隱私模塊和查詢模塊；存儲模塊用于存儲多用戶數(shù)據(jù)，查詢模塊用于對查詢請求進(jìn)行判斷，差分隱私模塊用于對多用戶數(shù)據(jù)添加差分隱私噪聲。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述安全增強(qiáng)的多方設(shè)備數(shù)據(jù)差分隱私保護(hù)方法，其特征在于：用戶通過客戶端將多用戶數(shù)據(jù)上傳至區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中；查詢者通過客戶端向區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)起數(shù)據(jù)查詢請求。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述安全增強(qiáng)的多方設(shè)備數(shù)據(jù)差分隱私保護(hù)方法，其特征在于：將多用戶數(shù)據(jù)上傳到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)前需對區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行初始化。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述安全增強(qiáng)的多方設(shè)備數(shù)據(jù)差分隱私保護(hù)方法，其特征在于：多用戶數(shù)據(jù)為包括設(shè)備多個參數(shù)類型數(shù)據(jù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述安全增強(qiáng)的多方設(shè)備數(shù)據(jù)差分隱私保護(hù)方法，其特征在于：區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對全體用戶數(shù)據(jù)中同類型的數(shù)據(jù)添加的差分隱私噪聲可以進(jìn)行噪聲抵消。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種安全增強(qiáng)的多方設(shè)備數(shù)據(jù)差分隱私保護(hù)方法，用戶從設(shè)備傳感器中采集數(shù)據(jù)，形成多用戶數(shù)據(jù)，并將多用戶數(shù)據(jù)上傳到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中；當(dāng)查詢者向區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)起數(shù)據(jù)查詢請求時，區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)判斷查詢請求是單體用戶數(shù)據(jù)查詢還是全體用戶數(shù)據(jù)查詢；若是單體用戶數(shù)據(jù)查詢，則對用戶數(shù)據(jù)添加差分隱私噪聲；若是全體用戶數(shù)據(jù)查詢，則對全體用戶數(shù)據(jù)添加差分隱私噪聲，且全體用戶數(shù)據(jù)的差分隱私噪聲可以進(jìn)行噪聲抵消，從而將個體用戶的數(shù)據(jù)和隱私隱藏在全體數(shù)據(jù)之中。

技術(shù)研發(fā)人員：朱雍康,景征駿,劉星宇,朱琳,王國棟,孫明儀,紀(jì)欣怡,朱芯逸
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇理工學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17