雾辅助群智感知中基于强安全模型的保隐私数据聚合协议研究

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成果单位: 北方工业大学
合作方式: 面议
所处阶段: 概念
关键词: 智能电网智能医疗物联网资源受限网络可搜索加密轻量级矩阵加密对称同态加密身份匿名
总得分 (满分100)
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资本强度 (满分0)
该成果得分:0

核心问题

在群智感知系统中,终端用户数量庞大且感知数据频繁上报,导致数据隐私保护和高效处理成为一大痛点。现有条件隐私保护认证协议和隐私数据聚合协议存在安全缺陷,易受攻击,无法满足智能电网、智能医疗等领域对数据隐私和完整性的高要求。

解决方案

本研究提出了四种隐私数据聚合协议,包括基于可搜索加密的新型可撤销雾辅助物联网下的隐私选择性数据聚合方案、轻量级的异常数据隐私聚合方案、基于对称同态加密算法的数据聚合方案以及多接收者身份匿名的数据聚合协议。这些方案结合了可撤销雾辅助、可搜索加密、轻量级矩阵加密、对称同态加密等关键技术,实现了数据类型的分类隐私聚合、异常数据的自动过滤、抵御恶意聚合中心的攻击以及接收者身份的匿名保护,提高了数据聚合的灵活性、安全性、准确性和效率。

竞争优势

本研究提出的隐私数据聚合方案具有显著的创新性和竞争优势。首先,通过引入可撤销雾辅助和可搜索加密等技术,提供了更灵活和安全的数据聚合方式。其次,轻量级矩阵加密算法的应用实现了异常数据的自动过滤,提高了数据聚合的准确性和效率。再次,对称同态加密算法的使用增强了数据聚合协议的安全性和可靠性。最后,多接收者身份匿名的数据聚合协议保护了接收者的隐私,同时具有较高的效率,非常适合资源受限网络中的数据聚合应用。这些方案在智能电网、智能医疗、物联网等领域具有重要的科学价值和经济价值,有望推动相关领域的发展。

成果公开日期

20231206

所属产业领域

信息传输、软件和信息技术服务业

转化现有基础

近年来,随着信息技术的迅猛发展,雾辅助群智感知逐渐成为解决实际问题的有效手段。然而,在大规模数据聚合的过程中,保护用户隐私一直是亟待解决的问题。为了应对这一挑战,基于强安全模型的保隐私数据聚合协议成为研究的热点之一。 技术成果的成熟程度: 目前,基于强安全模型的保隐私数据聚合协议已经取得了显著的科技成果。相关研究已经在理论和实践上取得了突破,提高了数据聚合过程中的隐私保护水平。通过引入先进的密码学技术和巧妙的算法设计,该协议能够在数据聚合的同时确保用户敏感信息的安全性。 工艺与性能指标: 该协议的工艺涵盖了多个关键领域,包括加密算法的设计、数据传输协议的制定以及系统整合等。通过对这些工艺的不断优化,协议在性能方面取得了显著提升。数据聚合的效率得到了改善,同时保隐私特性得到了更好的维护。在实际应用中,该协议能够适应复杂多变的环境,保证了数据聚合的可靠性和安全性。 科技成果转化阶段: 尽管基于强安全模型的保隐私数据聚合协议已经在学术界取得了令人瞩目的成果,但在科技成果的转化阶段仍然需要进一步努力。目前,一些初步的技术验证和实际场景应用已经展开,但在商业领域的广泛应用仍需时间。相关研究团队正在积极与产业界合作,推动科技成果向实际应用落地的过程。 未来展望: 随着社会对隐私保护的需求不断增加,基于强安全模型的保隐私数据聚合协议将在未来发挥更为重要的作用。预计在技术不断演进的过程中,该协议将进一步提升成熟度,工艺和性能指标将不断优化,科技成果也将更快地转化为实际应用,为雾辅助群智感知领域带来更多创新。 综上所述,基于强安全模型的保隐私数据聚合协议在科技研究和实际应用上都取得了显著的进展,为保护隐私、促进数据聚合提供了有力支持。随着研究的不断深入和产业合作的加强,相信这一领域的发展将更加瞩目,为信息社会的可持续发展贡献力量。

转化合作需求

在雾辅助群智感知领域,基于强安全模型的保隐私数据聚合协议成为关注的焦点,其研究对于解决数据聚合过程中的隐私保护问题具有重要意义。然而,要将科技研究成果成功转化为实际应用,需要充分考虑拟合作方在资金、场地、设备、人员等方面的要求。

  1. 资金支持: 科技成果的转化离不开充足的资金支持。拟合作方需要具备相应的研发投入,用于协议的实际应用、系统集成和后续优化。这可能包括研发团队薪酬、设备采购、测试和验证费用等。为确保协议在实际场景中的顺利落地,资金的合理规划和使用是必不可少的。
  2. 场地需求: 协议的实际应用可能需要一定的场地支持,尤其是涉及到数据聚合和传输的服务器设施。因此,拟合作方需提供适用的场地,确保其满足协议实施的技术和环境要求。这可能涉及到数据中心、服务器机房等基础设施的规划和搭建。
  3. 设备支持: 协议的实施需要相应的硬件设备支持,包括服务器、网络设备等。拟合作方需要提供兼容协议要求的设备,并确保其性能和稳定性。同时,协议可能对特定的硬件安全要求提出挑战,因此设备的选用和配置需要谨慎考虑。
  4. 人员配备: 在科技成果的转化过程中,具有相关专业知识和技能的人员是不可或缺的。拟合作方需要组建一支专业的团队,涵盖密码学、网络安全、系统集成等领域的专业人才。这些人员将负责协议的部署、维护以及后续优化工作,确保协议在实际应用中的稳定性和可靠性。
  5. 合作协议明确: 为确保合作的顺利进行,拟合作方需要与研究团队明确合作协议,包括双方的责任、权利、义务等方面。特别是在资金投入、知识产权、数据使用等方面,需要有明确的规定,以防止潜在的合作纠纷。 综上所述,科技成果的转化不仅仅是一项技术问题,更是一个系统工程,需要全面考虑资金、场地、设备、人员等多个方面的因素。拟合作方在与研究团队合作时,应当具备全面的准备,确保转化过程的高效进行,从而推动基于强安全模型的保隐私数据聚合协议在实际应用中取得成功。

转化意向范围

可国(境)内外转让

转化预期效益

随着科技的不断进步,基于强安全模型的保隐私数据聚合协议在雾辅助群智感知领域的研究引起了广泛关注。这项科技成果在成功转化为实际应用后,预计将为经济和社会带来显著的效益。

  1. 数据隐私保护带来的社会效益: 该协议的核心目标之一是保障用户隐私,通过强安全模型,成功将群智感知中的大量敏感数据进行聚合,而不暴露个体隐私信息。这将直接推动社会对于数据安全和隐私保护的关注,提升用户对于科技应用的信任度。社会将因此受益于更为安全可靠的数据聚合服务,促进数字化社会的健康发展。
  2. 数据聚合优化带来的经济效益: 协议的强安全模型在数据聚合过程中的高效性和可靠性将为企业和组织带来经济效益。通过降低数据泄露风险,企业能够更自信地采用群智感知数据进行决策分析,从而提高业务流程的效率。这有望带动相关产业链的升级,推动数字经济的快速发展。
  3. 科技成果转化助力产业创新: 成功将该协议转化为实际应用,将促进相关产业的创新。新兴的雾辅助群智感知服务市场将得到拓展,吸引更多企业参与和投资,进一步推动整个产业链的创新发展。这不仅有助于提高企业的竞争力,还将为就业市场创造更多的机会。
  4. 社会智慧利用将促进公共服务优化: 通过群智感知数据的优化聚合,政府和公共服务机构能够更精准地了解社会需求,优化公共服务的提供。例如,交通管理、环境监测等领域将受益于更为准确和实时的数据支持,提升公共服务水平,改善市民生活。
  5. 促进国际合作,推动全球数字治理: 该协议的成功转化有望促进国际合作,推动全球数字治理标准的制定和实践。通过在国际间分享该技术成果,可以共同应对全球性的数据安全和隐私挑战,为全球数字社会的可持续发展奠定基础。 综合而言,雾辅助群智感知中基于强安全模型的保隐私数据聚合协议的研究与转化不仅将为经济提供新的增长点,同时也将推动社会进步,促进数字社会的良性发展。这一科技成果的成功转化有望引领一系列积极的经济社会效益,为未来科技创新和产业升级注入新的动力。

项目名称

北京市自然科学基金面上项目

项目课题来源

北京市科学技术委员会;中关村科技园区管理委员会

摘要

在群智感知系统中,由于终端用户数量庞大且感知数据频繁上报,给数据的隐私保护和数据处理带来了巨大压力。本研究首先针对一种条件隐私保护认证协议和两种高效的隐私数据聚合协议进行了安全分析,指出这些方案存在安全缺陷,并给出了相应攻击。然后分析了产生攻击的原因,给出了改进建议,这对设计新型方案具有指导意义。 基于以上工作,我们提出了四种隐私数据聚合协议。首先,设计了一种基于可搜索加密的新型可撤销雾辅助物联网下的隐私选择性数据聚合方案。该方案不仅支持数据类型的分类隐私聚合,还实现了数据类型的不可区分性,可应用于智能电网、智能医疗等领域。这一方案的创新点在于结合了可撤销雾辅助和可搜索加密的特点,提供了更灵活和安全的数据聚合方式。为了解决异常数据对数据聚合的影响,我们利用轻量级矩阵加密,设计了一种轻量级的异常数据隐私聚合方案。该方案能够在无需额外处理过程的情况下实现异常数据的自动过滤,大大提高了数据聚合的准确性和效率。这一方案的关键技术是轻量级矩阵加密算法,通过对异常数据进行加密和过滤,保护了数据隐私。 此外,为了抵御恶意聚合中心的主动攻击,我们基于新设计的一种对称同态加密算法,构造了一种能够抵御恶意聚合中心篡改和删除攻击的数据聚合方案。该方案通过加密和签名技术,确保了数据的完整性和可信性。这一方案的创新点在于引入了对称同态加密算法,提高了数据聚合协议的安全性和可靠性。 最后,针对多接收者场景,我们设计了一种能够实现接收者身份彼此匿名的数据聚合协议。该协议通过巧妙的身份匿名和数据加密方式,保护了接收者的隐私。由于没有采用耗时的对运算,该协议具有较高的效率,非常适合资源受限网络中的数据聚合应用。 本研究的重要结果是提出了多种隐私数据聚合方案在智能电网、智能医疗、物联网等领域具有重要的科学价值。此外,这些方案的实际应用具有较高的经济价值和社会价值,可以提高数据聚合的效率和隐私保护水平,促进相关领域的发展。

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