隐私保护k-means聚类方法、设备、介质、终端与流程

技术特征：
1.一种隐私保护k
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means聚类方法，其特征在于，所述隐私保护k
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means聚类方法包括：以下步骤：步骤一，进行数据收集：数据拥有者即用户使用服务器s1的公钥pk1加密数据发送给服务器s0，同时使用服务器s0的公钥pk0加密数据发送给服务器s1；步骤二，生成初始中心：服务器s0将所有密文数据初始化分类，并计算得到初始密文中心点；步骤三，进行相似度测量：服务器s0将密文中心点信息发给服务器s1，服务器s1解密并利用同态技术计算得到各点到中心点的密文距离，并将密文距离发送给服务器s0；步骤四，比较更新迭代：服务器s0解密并根据距离比较结果重新进行分类，得到新一轮的分类结果，重复步骤二至步骤三直至分类结果不再发生改变。2.如权利要求1所述隐私保护k
‑
means聚类方法，其特征在于，所述数据收集包括：(1)进行初始化，服务器s0利用paillier算法生成公钥pk0以及对应私钥sk0，服务器s1生成公钥pk1和对应的私钥sk1；服务器s0与服务器s1将自己的公钥发送给各个用户；(2)用户使用公钥pk1加密用户的隐私信息即向量e
i
＝(e1,e2,...,e
n
)得到密文使用公钥pk0加密向量e
i
＝(e1,e2,...,e
n
)得到密文(3)用户将发送给服务器s0，将发送给服务器s1。3.如权利要求2所述隐私保护k
‑
means聚类方法，其特征在于，所述生成初始中心包括：1)服务器s0将所有数据i∈{1,...,n}，n表示用户的总数，按照初始的分类方法的分成k类，并记录下分类结果r0；2)服务器s0根据本轮的分类结果r0，基于下式计算明文下各类的和向量的密文：，基于下式计算明文下各类的和向量的密文：其中：表示第c
j
类的所有向量相加的和向量；表示第c
j
类的所有向量相加的和向量的第a维数据；表示第c
j
类中的第i个用户信息向量；表示第c
j
类中的第i个用户信息向量的第a维的数据，对于每一类而言，1≤i≤t
j
；∑表示累加符号；∏表示累乘符号；3)服务器s0得到被公钥pk1加密后的各类明文数据的和向量的密文，再将其除以各类含有的用户向量的数量，得到初始中心点或者新一轮的中心点；服务器s0将密文下的中心点信息向量发送给服务器s1。4.如权利要求3所述隐私保护k
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means聚类方法，其特征在于，所述初始的分类方法包括：将第i个用户信息划分给第(i％k) 1类；其中，(i％k) 1表示i除以k的余数再加上1；表示第j类的第一个用户向量；第j类记
为并且记录下第j类的用户信息向量的个数t
j
；记录下分类结果r0。5.如权利要求3所述隐私保护k
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means聚类方法，其特征在于，所述初始中心点计算公式如下：其中，表示被服务器s1的公钥pk1加密的中心点向量；所述中心点向量被放大106倍；表示第c
j
类的所有向量相加的和向量；t
j
表示第c
j
类包含的用户信息向量的个数。6.如权利要求1所述隐私保护k
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means聚类方法，其特征在于，所述进行相似性度量包括：首先，服务器s1接收到服务器s0发送的数据服务器s1用私钥sk1解密后得到其中1≤j≤k；计算此时表示新一轮的中心点；其次，服务器s1计算每一个用户信息向量到每类的中心点的欧几里得距离：其中，表示密文下的用户信息向量e
i
到第c
j
类中心点向量z
j
的相对距离；表示第c
j
类的中心点的第i维数据的平方；e
a
表示用户信息e
i
的第a维数据，a≤n,i≤n；表示两倍的第c
j
类中心点向量的第b维数据，b≤n；q表示paillier算法中的模；最后，服务器s1将所有的密文下的距离发送给服服务器s0。7.如权利要求1所述隐私保护k
‑
means聚类方法，其特征在于，所述进行更新迭代包括：服务器s0收到服务器s1发送的密文下的距离服务器s0使用私钥sk0解密得到所有用户向量距离每一类中心点的相对欧几里得距离的明文信息服务器s0通过比较各个用户的距离每个中心点的相对欧几里得距离，给用户重新分类，得到分类结果r1；服务器s0将这次的分类r1结与上一轮的分类结果r0进行比较；若分类结果没有发生改变，则结束；若分类结果发生改变，服务器s0将这次的分类r1记为r0，服务器s0返回按照分类的结重新计算新一轮的中心点一直迭代至分类结果未发生改变。8.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求1
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7任意一项所述隐私保护k
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means聚类方法。
9.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求1
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7任意一项所述隐私保护k
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means聚类方法。10.一种信息数据处理终端，其特征在于，所述信息数据处理终端用于实现权利要求1
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7任意一项所述的隐私保护k
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means聚类方法。

技术总结
本发明属于信息隐私保护技术领域，公开了一种隐私保护k


技术研发人员：刘雪峰 张思君 雷静
受保护的技术使用者：西安电子科技大学
技术研发日：2021.07.21
技术公布日：2021/11/8