10、高效隐私保护的移动传感流聚合技术解析

高效隐私保护的移动传感流聚合技术解析

在移动传感应用中，数据的隐私保护和高效聚合是至关重要的问题。本文将详细介绍几种相关的技术方案，包括基本方案、朴素分组方案、交错分组方案以及基于环结构的交错分组方案，并分析它们的优缺点和适用场景。

基本方案

基本方案是一种简单的隐私保护流聚合方案，它是对已有方案的改进。该方案主要包括加密方法和数据扰动两部分。

• 加密方法
  • 设置阶段 ：密钥分发者生成一组 $nc$ 个随机秘密 $s_1, …, s_{nc}$，将它们分成 $n$ 个随机不相交的子集 $S_1, …, S_n$，每个子集包含 $c$ 个秘密。同时，随机选择 $q$ 个秘密的子集 $\hat{S}$ 分配给聚合器，将 $S - \hat{S}$ 均匀分成 $n$ 个随机不相交的子集 $\overline{S}_1, …, \overline{S}_n$，并将 $S_i$ 和 $\overline{S}_i$ 分配给节点 $i$。
  • 加密阶段 ：在时间周期 $t \in N$，节点 $i$ 生成密钥 $k_i = (\sum_{s’ \in S_i} h(f_{s’}(t)) - \sum_{s’ \in \overline{S} i} h(f {s’}(t))) \bmod M$，其中 $M = 2^{\lceil \log_2 (n\Delta) \rceil}$。$f_{s’}$ 是伪随机函数（PRF）族 $F_{\lambda} = {f_{s’} : {0, 1}^{\la