本發(fā)明涉及共享充電樁領(lǐng)域，具體為一種共享充電站用戶隱私保護(hù)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著電動(dòng)汽車(chē)的普及和充電需求的增加，充電樁作為電動(dòng)汽車(chē)充電的重要基礎(chǔ)設(shè)施，其數(shù)量和布局也在不斷擴(kuò)大。隨著共享充電樁的普及和數(shù)據(jù)收集的增加，用戶的隱私保護(hù)問(wèn)題日益受到關(guān)注，用戶在使用共享充電樁時(shí)，往往需要提供個(gè)人信息和位置信息，并且充電行為也會(huì)被記錄。這些數(shù)據(jù)在為平臺(tái)提供服務(wù)優(yōu)化和用戶行為分析的同時(shí)，也帶來(lái)了潛在的隱私風(fēng)險(xiǎn)。如果不加以有效保護(hù)，用戶的身份、行為模式和位置信息可能會(huì)被惡意利用，導(dǎo)致隱私泄露和安全威脅。

2、在對(duì)共享充電站進(jìn)行數(shù)據(jù)分析以及充電預(yù)測(cè)中，通常是在共享充電樁的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進(jìn)行分析的。然而，當(dāng)涉及到不完全信任的第三方時(shí)，數(shù)據(jù)隱私和安全性成為一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。在這種情況下，將原始數(shù)據(jù)直接暴露給第三方可能會(huì)導(dǎo)致用戶隱私的泄露或數(shù)據(jù)被濫用。通過(guò)本地差分隱私（local?differential?privacy,?ldp），用戶的數(shù)據(jù)在上傳前已被隨機(jī)化處理，即使第三方獲取了這些數(shù)據(jù)，也難以恢復(fù)出用戶的真實(shí)信息，從而有效地保護(hù)了用戶隱私。ldp中的隱私保護(hù)強(qiáng)度通常通過(guò)隱私預(yù)算來(lái)控制。然而，充電數(shù)據(jù)有些字段具有比較強(qiáng)的相關(guān)性，采用固定隱私預(yù)算的方式忽略了字段的相關(guān)性，如果兩個(gè)字段高度相關(guān)，通過(guò)其中一個(gè)字段的隱私泄露信息可以推測(cè)出另一個(gè)字段的信息，這就帶來(lái)了潛在的隱私泄露風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種共享充電站用戶隱私保護(hù)方法，所述方法包括以下步驟：

2、獲取共享充電站用戶的充電記錄，獲取每個(gè)字段的預(yù)設(shè)隱私預(yù)算，計(jì)算充電記錄中不同字段的相關(guān)性，根據(jù)字段的相關(guān)性和所述預(yù)設(shè)隱私預(yù)算得到每個(gè)字段的隱私預(yù)算；

3、將充電記錄中數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行編碼，基于字段的隱私預(yù)算確定字段的每個(gè)編碼后數(shù)據(jù)項(xiàng)的概率分布，并根據(jù)數(shù)據(jù)項(xiàng)的概率分布確定多個(gè)隨機(jī)數(shù)，利用所述多個(gè)隨機(jī)數(shù)構(gòu)建數(shù)據(jù)項(xiàng)對(duì)應(yīng)的隨機(jī)數(shù)池；

4、從數(shù)據(jù)項(xiàng)對(duì)應(yīng)的隨機(jī)數(shù)池中取出一個(gè)隨機(jī)數(shù)，根據(jù)概率分布和取出的隨機(jī)數(shù)生成數(shù)據(jù)項(xiàng)的報(bào)告值。

5、優(yōu)選地，所述計(jì)算充電記錄中不同字段的相關(guān)性，根據(jù)字段的相關(guān)性和所述預(yù)設(shè)隱私預(yù)算得到每個(gè)字段的隱私預(yù)算，具體為：

6、計(jì)算每個(gè)字段和其他字段的相關(guān)性矩陣，通過(guò)所述相關(guān)性矩陣計(jì)算字段和其他字段的相關(guān)性總和，計(jì)算每個(gè)字段的相關(guān)性總和的倒數(shù)，并將字段的倒數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化得到每個(gè)字段的相關(guān)性權(quán)重；

7、計(jì)算所有字段的相關(guān)性權(quán)重的平均值，計(jì)算字段的相關(guān)性權(quán)重和所述平均值的比值，將所述比值和字段的預(yù)設(shè)隱私預(yù)算的乘積作為字段的隱私預(yù)算。

8、優(yōu)選地，所述根據(jù)數(shù)據(jù)項(xiàng)的概率分布確定多個(gè)隨機(jī)數(shù)，利用所述多個(gè)隨機(jī)數(shù)構(gòu)建數(shù)據(jù)項(xiàng)對(duì)應(yīng)的隨機(jī)數(shù)池，具體為：

9、根據(jù)數(shù)據(jù)項(xiàng)編碼后的位數(shù)確定區(qū)間個(gè)數(shù)，所述區(qū)間個(gè)數(shù)和編碼后的位數(shù)相同；

10、計(jì)算在每個(gè)區(qū)間的累計(jì)概率范圍，在每個(gè)累計(jì)概率范圍生成至少一個(gè)隨機(jī)數(shù)，隨機(jī)數(shù)大小位于所述累計(jì)概率范圍內(nèi)，使得最后生成的隨機(jī)數(shù)的個(gè)數(shù)和每個(gè)累計(jì)概率范圍的范圍大小成正相關(guān)，將生成的隨機(jī)數(shù)放入到數(shù)據(jù)項(xiàng)對(duì)應(yīng)的隨機(jī)數(shù)池中。

11、優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)項(xiàng)編碼采用one-hot編碼，編碼的位數(shù)為one-hot編碼后編碼長(zhǎng)度，每個(gè)編碼位對(duì)應(yīng)一個(gè)區(qū)間。

12、優(yōu)選地，所述計(jì)算在每個(gè)區(qū)間的累計(jì)概率范圍，具體為：

13、計(jì)算編碼后數(shù)據(jù)項(xiàng)的概率分布，每個(gè)編碼位有一個(gè)概率，第i個(gè)區(qū)間的累計(jì)概率范圍的下限為前i-1個(gè)編碼位的概率總和，上限為前i個(gè)編碼位的概率總和，i為正整數(shù)，且1≤i≤n，n為編碼的位數(shù)。

14、另外一方面，本發(fā)明提供一種共享充電站用戶隱私保護(hù)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括以下模塊：

15、隱私預(yù)算確定模塊，用于獲取共享充電站用戶的充電記錄，獲取每個(gè)字段的預(yù)設(shè)隱私預(yù)算，計(jì)算充電記錄中不同字段的相關(guān)性，根據(jù)字段的相關(guān)性和所述預(yù)設(shè)隱私預(yù)算得到每個(gè)字段的隱私預(yù)算；

16、隨機(jī)數(shù)確定模塊，用于將充電記錄中數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行編碼，基于字段的隱私預(yù)算確定字段的每個(gè)編碼后數(shù)據(jù)項(xiàng)的概率分布，并根據(jù)數(shù)據(jù)項(xiàng)的概率分布確定多個(gè)隨機(jī)數(shù)，利用所述多個(gè)隨機(jī)數(shù)構(gòu)建數(shù)據(jù)項(xiàng)對(duì)應(yīng)的隨機(jī)數(shù)池；

17、隱私處理模塊，用于從數(shù)據(jù)項(xiàng)對(duì)應(yīng)的隨機(jī)數(shù)池中取出一個(gè)隨機(jī)數(shù)，根據(jù)概率分布和取出的隨機(jī)數(shù)生成數(shù)據(jù)項(xiàng)的報(bào)告值。

18、優(yōu)選地，所述計(jì)算充電記錄中不同字段的相關(guān)性，根據(jù)字段的相關(guān)性和所述預(yù)設(shè)隱私預(yù)算得到每個(gè)字段的隱私預(yù)算，具體為：

19、計(jì)算每個(gè)字段和其他字段的相關(guān)性矩陣，通過(guò)所述相關(guān)性矩陣計(jì)算字段和其他字段的相關(guān)性總和，計(jì)算每個(gè)字段的相關(guān)性總和的倒數(shù)，并將字段的倒數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化得到每個(gè)字段的相關(guān)性權(quán)重；

20、計(jì)算所有字段的相關(guān)性權(quán)重的平均值，計(jì)算字段的相關(guān)性權(quán)重和所述平均值的比值，將所述比值和字段的預(yù)設(shè)隱私預(yù)算的乘積作為字段的隱私預(yù)算。

21、優(yōu)選地，所述根據(jù)數(shù)據(jù)項(xiàng)的概率分布確定多個(gè)隨機(jī)數(shù)，利用所述多個(gè)隨機(jī)數(shù)構(gòu)建數(shù)據(jù)項(xiàng)對(duì)應(yīng)的隨機(jī)數(shù)池，具體為：

22、根據(jù)數(shù)據(jù)項(xiàng)編碼后的位數(shù)確定區(qū)間個(gè)數(shù)，所述區(qū)間個(gè)數(shù)和編碼后的位數(shù)相同；

23、計(jì)算在每個(gè)區(qū)間的累計(jì)概率范圍，在每個(gè)累計(jì)概率范圍生成至少一個(gè)隨機(jī)數(shù)，隨機(jī)數(shù)大小位于所述累計(jì)概率范圍內(nèi)，使得最后生成的隨機(jī)數(shù)的個(gè)數(shù)和每個(gè)累計(jì)概率范圍的范圍大小成正相關(guān)，將生成的隨機(jī)數(shù)放入到數(shù)據(jù)項(xiàng)對(duì)應(yīng)的隨機(jī)數(shù)池中。

24、優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)項(xiàng)編碼采用one-hot編碼，編碼的位數(shù)為one-hot編碼后編碼長(zhǎng)度，每個(gè)編碼位對(duì)應(yīng)一個(gè)區(qū)間。

25、優(yōu)選地，所述計(jì)算在每個(gè)區(qū)間的累計(jì)概率范圍，具體為：

26、計(jì)算編碼后數(shù)據(jù)項(xiàng)的概率分布，每個(gè)編碼位有一個(gè)概率，第i個(gè)區(qū)間的累計(jì)概率范圍的下限為前i-1個(gè)編碼位的概率總和，上限為前i個(gè)編碼位的概率總和，i為正整數(shù)，且1≤i≤n，n為編碼的位數(shù)。

27、另外，本發(fā)明提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序在被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上所述的方法。

28、進(jìn)一步地，本發(fā)明還提供了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，所述計(jì)算機(jī)設(shè)備至少包括可讀存儲(chǔ)介質(zhì)和處理器，所述可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序在被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上所述的方法。

29、為了降低對(duì)于相關(guān)度高的字段，通過(guò)一個(gè)字段的隱私泄露信息推測(cè)出另一個(gè)字段的信息的可能性，本發(fā)明根據(jù)字段的相關(guān)性和所述預(yù)設(shè)隱私預(yù)算得到每個(gè)字段的隱私預(yù)算，降低相關(guān)性高的字段信息泄露；此外，在差分隱私機(jī)制中，隨機(jī)數(shù)的選取完全是隨機(jī)的，但是每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)的累加概率區(qū)間并不是相等大小，這就導(dǎo)致有些累加概率區(qū)間被選擇的可能性大，基于此，本發(fā)明還根據(jù)每個(gè)累加概率區(qū)間的上下限調(diào)整隨機(jī)數(shù)，讓每個(gè)累加概率區(qū)間被選擇的概率盡可能相同。

技術(shù)特征：

1.一種共享充電站用戶隱私保護(hù)方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述計(jì)算充電記錄中不同字段的相關(guān)性，根據(jù)字段的相關(guān)性和所述預(yù)設(shè)隱私預(yù)算得到每個(gè)字段的隱私預(yù)算，具體為：

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)數(shù)據(jù)項(xiàng)的概率分布確定多個(gè)隨機(jī)數(shù)，利用所述多個(gè)隨機(jī)數(shù)構(gòu)建數(shù)據(jù)項(xiàng)對(duì)應(yīng)的隨機(jī)數(shù)池，具體為：

4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)項(xiàng)編碼采用one-hot編碼，編碼的位數(shù)為one-hot編碼后編碼長(zhǎng)度，每個(gè)編碼位對(duì)應(yīng)一個(gè)區(qū)間。

5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述計(jì)算在每個(gè)區(qū)間的累計(jì)概率范圍，具體為：

6.一種共享充電站用戶隱私保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括以下模塊：

7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算充電記錄中不同字段的相關(guān)性，根據(jù)字段的相關(guān)性和所述預(yù)設(shè)隱私預(yù)算得到每個(gè)字段的隱私預(yù)算，具體為：

8.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述根據(jù)數(shù)據(jù)項(xiàng)的概率分布確定多個(gè)隨機(jī)數(shù)，利用所述多個(gè)隨機(jī)數(shù)構(gòu)建數(shù)據(jù)項(xiàng)對(duì)應(yīng)的隨機(jī)數(shù)池，具體為：

9.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序在被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的方法。

10.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，所述計(jì)算機(jī)設(shè)備至少包括可讀存儲(chǔ)介質(zhì)和處理器，所述可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序在被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及共享充電樁領(lǐng)域，具體為一種共享充電站用戶隱私保護(hù)方法及系統(tǒng)，具體包括：獲取共享充電站用戶的充電記錄，獲取每個(gè)字段的預(yù)設(shè)隱私預(yù)算，計(jì)算充電記錄中不同字段的相關(guān)性，根據(jù)字段的相關(guān)性和所述預(yù)設(shè)隱私預(yù)算得到每個(gè)字段的隱私預(yù)算；將充電記錄中數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行編碼，基于字段的隱私預(yù)算確定字段的每個(gè)編碼后數(shù)據(jù)項(xiàng)的概率分布，并根據(jù)數(shù)據(jù)項(xiàng)的概率分布確定多個(gè)隨機(jī)數(shù)，利用所述多個(gè)隨機(jī)數(shù)構(gòu)建數(shù)據(jù)項(xiàng)對(duì)應(yīng)的隨機(jī)數(shù)池；從數(shù)據(jù)項(xiàng)對(duì)應(yīng)的隨機(jī)數(shù)池中取出一個(gè)隨機(jī)數(shù)，根據(jù)概率分布和取出的隨機(jī)數(shù)生成數(shù)據(jù)項(xiàng)的報(bào)告值。本發(fā)明可以消除由于字段相關(guān)性可能造成的數(shù)據(jù)泄露。

技術(shù)研發(fā)人員：代林江
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京波宇科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/12