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面向电力物联网流数据的一种具有隐私保护的KNN查询方法

Privacy-preserving KNN query method for streaming data in power Internet of Things
易叶青1
易颖杰2
刘云如1
毛伊敏1
1. 韶关学院 信息工程学院, 广东 韶关 512005
2. 电子科技大学(深圳)高等研究院, 广东 深圳 518038

摘要

电力物联网是一个智慧服务系统,为人们提供了状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活的服务,然而在享受服务的同时却面临着隐私泄露的风险。目前有关电力数据的隐私保护的成果主要集中在安全聚合,对于诸多基础服务的核心技术(如KNN查询)却鲜有涉及。与传统关系型数据不同的是,电力物联网采集的是用户用电的流数据,并且电力参数的各数据之间还具有动态相关性,攻击者可以通过数据挖掘等手段推测未来数据的变化趋势。为此,提出了一种具有隐私保护的KNN查询方法。首先,提出了基于桶距离的相似性度量模型,并证明了桶距离的相似性度量模型与基于欧氏距离的相似性度量模型的误差上界和下界;同时通过该模型,能将相似性度量转换为集合的交操作;构造了一种隐私保护函数,通过代入不同参数,可为各智能终端生成不同的数据隐私保护函数和查询隐私保护函数;在此基础上,提出了基于桶划分和随机数分配的数据编码方案,编码数据经过隐私保护函数加密后,具有密文不可区分的特点,能有效抵抗选择明文攻击、数据挖掘攻击、统计分析攻击、ICA攻击以及推理预测等攻击手段。分析和仿真表明,提出的安全KNN查询方法不仅具有较高的安全性,而且开销较低。

基金项目

国家自然科学基金资助项目(61472135)
广东省高校重点领域专项资助项目(2022ZDZX4043)
广东省重点提升项目(2022ZDJS048)
韶关市科技计划项目(220606154533881,220607154531533)

出版信息

DOI: 10.19734/j.issn.1001-3695.2023.07.0342
出版期卷: 《计算机应用研究》 印刷出版, 2024年第41卷 第4期
所属栏目: 信息安全技术
出版页码: 1198-1207
文章编号: 1001-3695(2024)04-035-1198-10

发布历史

[2023-11-01] 优先出版
[2024-04-05] 印刷出版

引用本文

易叶青, 易颖杰, 刘云如, 等. 面向电力物联网流数据的一种具有隐私保护的KNN查询方法 [J]. 计算机应用研究, 2024, 41 (4): 1198-1207. (Yi Yeqing, Yi Yingjie, Liu Yunru, et al. Privacy-preserving KNN query method for streaming data in power Internet of Things [J]. Application Research of Computers, 2024, 41 (4): 1198-1207. )

关于期刊

  • 计算机应用研究 月刊
  • Application Research of Computers
  • 刊号 ISSN 1001-3695
    CN  51-1196/TP

《计算机应用研究》创刊于1984年,是由四川省科技厅所属四川省计算机研究院主办的计算技术类学术刊物。

《计算机应用研究》瞄准本学科领域迫切需要的前沿技术,及时反映国内外计算机应用研究的主流技术、热点技术及最新发展趋势。主要刊载内容包括本学科领域高水平的学术论文、本学科最新科研成果和重大应用成果。栏目内容涉及计算机学科新理论、计算机基础理论、算法理论研究、算法设计与分析、区块链技术、系统软件与软件工程技术、模式识别与人工智能、体系结构、先进计算、并行处理、数据库技术、计算机网络与通信技术、信息安全技术、计算机图像图形学及其最新热点应用技术。

《计算机应用研究》拥有众多高层次读者、作者,读者对象主要为从事计算机学科领域高、中级研究人员及工程技术人员,各高等院校计算机专业及相关专业的师生。多年来《计算机应用研究》的总被引频次及Web下载率一直名列本学科同类学术刊物前茅,所刊发的学术论文以其新颖性、学术性、前瞻性、导向性、实用性而备受广大读者的喜爱。


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