基于全同態(tài)加密的隱私保護關聯(lián)規(guī)則研究.pdf

1、隨著信息技術的飛速發(fā)展，全球經(jīng)濟呈現(xiàn)出一體化的趨勢，數(shù)據(jù)不再是集中式的存放在一個站點上，絕大多數(shù)數(shù)據(jù)庫以分布式的形式存在，即數(shù)據(jù)是分布在兩個或多個站點上。為了挖掘出全局性的關聯(lián)規(guī)則，數(shù)據(jù)擁有者希望合作進行數(shù)據(jù)挖掘，但是由于隱私問題，參與者彼此不希望自身的數(shù)據(jù)被別人知曉。因此，研究一種高效的具有隱私保護的分布式數(shù)據(jù)挖掘算法有著十分重要的理論意義和應用前景。
　　關聯(lián)規(guī)則挖掘是數(shù)據(jù)挖掘中的一個重要研究內容，本文僅討論關聯(lián)規(guī)則挖掘中的隱

2、私保護問題。論文在分析現(xiàn)有算法的基礎上，引入同時滿足同態(tài)加和同態(tài)乘操作的全同態(tài)加密算法，優(yōu)化全同態(tài)加密算法的密鑰尺寸和加密效率，結合安全多方計算，提出了基于全同態(tài)加密的隱私保護關聯(lián)規(guī)則算法，算法對站點之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)加密，設計計算和通信耗費低的協(xié)議對密文作運算，確定全局頻繁項目集，實現(xiàn)了分布環(huán)境下關聯(lián)規(guī)則挖掘的隱私保護問題。本文的主要研究內容如下：
　　(1)提出一種新的基于整數(shù)的全同態(tài)加密算法EDGHV。該算法設計了一個新類同態(tài)加

3、密方案，方案利用公鑰壓縮技術和壓縮解密電路實現(xiàn)全同態(tài)加密。與原方案DGHV相比，有效地壓縮了公鑰尺寸的大小，提高了加密效率。
　　(2)提出了水平分布下基于整數(shù)全同態(tài)加密的隱私保護關聯(lián)規(guī)則算法EDGHV-HPP，該算法將全局頻繁項目集的判斷轉換成比較兩個數(shù)大小的問題。算法EDGHV-HPP利用Apriori算法求出各站點的所有局部頻繁項目集，采用加密算法EDGHV對項目集局部支持計數(shù)加密，設計協(xié)議對密文進行同態(tài)加和同態(tài)乘運算，實現(xiàn)

4、對兩個密文數(shù)據(jù)的大小比較。實驗表明與傳統(tǒng)的使用Paillier加密算法實現(xiàn)隱私保護相比，算法EDGHV-HPP可以有效地提高挖掘的效率以及正確性。
　　(3)提出了垂直分布下基于整數(shù)全同態(tài)加密的隱私保護關聯(lián)規(guī)則算法EDGHV-VPP。該算法將項目集支持計數(shù)的計算轉換成求向量點積，提出兩個基于全同態(tài)加密的安全兩方計算協(xié)議，通過對密文的同態(tài)加和同態(tài)乘運算，實現(xiàn)項目事務向量之間的安全點積運算，得出各項目集的支持計數(shù)，確定項目集的頻繁性。