[发明专利]基于置换矩阵的群隐私匹配方法

权利要求书

1.一种基于置换矩阵的群隐私匹配方法，包括如下步骤：

(1)确定通信方式：即在临近的群与群之间、同一群中成员与其他成员之间通过蓝牙或无线网络WiFi进行通信；在群成员与可信机构TA之间通过3G或4G蜂窝网进行通信；

(2)发起群G_I的群成员M_i生成自己的权重向量v_i，并随机生成置换函数和对应的逆置换函数发送给可信机构TA，其中i＝1，2，…，m，m为发起群G_I中成员数；

(3)发起群G_I中所有成员协同计算群隐私匹配矩阵：

(3a)发起群G_I中的管理员M₁根据属性关键词生成一个虚假权重向量v′₁＝[r₁，r₂，…，r_l，…，r_d]，得到只由虚假向量v′₁构成的虚假权重矩阵V₁＝[v′₁]发送给下一个群成员M₂，并通过可信机构TA记录，r_l∈[0，η-1]且为整数，η为属性关键词c_l对应的可选择的权重等级的等级数量，l＝1，2，…，d，d为属性关键集合中元素的个数；

(3b)第二个群成员M₂根据属性关键词集合C，对每一个属性关键词c_l∈C选择对应的权重υ_2l，生成真实的权重向量v₂＝[υ₂₁，υ₂₂，…，υ_2l，…，υ_2d]，υ_2l∈[0，η-1]且为整数；

(3c)第二个群成员M₂接收到虚假权重矩阵V₁后，将真实的权重向量v₂加入到该虚假权重矩阵V₁，得到由虚假向量v′₁和真实的权重向量v₂构成的混合权重矩阵V′₂＝[v′₁，v₂]^T，第二个群成员M₂对该混合权重矩阵V′₂的行向量进行置换操作，得到置换后的混合权重矩阵并将置换后的混合权重矩阵V₂发送给第三个群成员M₃，且通过可信机构TA记录；

以此类推，发起群G_I中的第m个成员M_m将经过其置换操作后的混合权重矩阵V_m再发送给发起群G_I的管理员M₁，管理员M₁通过比较混合权重矩阵V_m的行向量找到虚假权重向量v′₁，并用根据集合C生成的真实的权重向量v₁对虚假权重向量v′₁进行替换，得到替换后的真实权重矩阵V′_m，再对该真实权重矩阵V′_m进行一次置换，得到发起群最终的群隐私匹配矩阵：

(4)响应群G_R的群成员按照步骤(2)-(3)的方法操作，生成自己的权重向量，置换函数和逆置换函数，得到响应群G_R的隐私匹配矩阵U′＝π_N1(U′_n)，其中π_N1(·)为响应群G_R管理员N₁生成的置换函数，U′_n是响应群G_R管理员N₁接收到第n个群成员N_n发送的混合权重矩阵U_n后，用其真实权重向量替换虚假权重向量得到的真实权重矩阵，n为响应群G_R中群成员的数量；

(5)发起群G_I作为发起者，向附近群发起匹配请求，响应群G_R收到发起群G_I的匹配请求后对其进行响应；

(6)基于发起群与响应群的身份，发起群G_I与响应群G_R分别生成对应的待匹配矩阵：

(6a)发起群G_I根据群隐私匹配矩阵V，生成自己的两个待匹配矩阵W₁和W₂，其中W₁由群隐私匹配矩阵V的前d/2列组成，W₂是由群隐私匹配矩阵V的后d/2列组成；

(6b)响应群G_R对隐私匹配矩阵U′进行转置，得转置后的群隐私匹配矩阵U＝(U′)^T，并生成自己的两个待匹配矩阵H₁和H₂，其中H₁由U的前d/2行组成，H₂由U的后d/2行组成；

(7)基于待匹配矩阵，计算加权的Manhattan距离矩阵：

(7a)发起群G_I收到响应群G_R的匹配响应后，将自己的第二个待匹配矩阵W₂发送给响应群G_R，响应群G_R再把自己的第一个待匹配矩阵H₁发送给发起群G_I；

(7b)发起群G_I根据自己的第一个待匹配矩阵W₁和接收到响应群G_R的第一个待匹配矩阵H₁，基于加权的Manhattan距离公式，计算发起群G_I的距离矩阵D_I；

(7c)响应群G_R根据自己的第二个待匹配矩阵H₂和接收到发起群G_I的第二个待匹配矩阵W₂，基于加权的Manhattan距离公式，计算响应群G_R的距离矩阵D_R；

(7d)响应群G_R将自己的距离矩阵D_R发送给发起群G_I；

(7e)发起群G_I根据自己的距离矩阵D_I和接收到的响应群G_R的距离矩阵D_R计算加权的Manhattan距离矩阵D：

D＝D_I+D_R＝[d₁，d₂，…，d_i，…，d_m]^T，

其中d_i为第i个行向量，i＝1，2，…，m；

(8)发起群G_I的群成员根据距离矩阵D，依次进行逆置换操作得到自己的距离向量

(8a)发起群G_I的管理员M₁对距离矩阵D进行逆置换操作，得到逆置换后的距离矩阵并从该距离矩阵D′中得到自己的真实距离向量

(8b)管理员M₁根据自己的真实距离向量设置虚假的距离向量用虚假距离向量取代真实距离向量得到包含虚假距离向量的混合距离矩阵D_m，并将该混合距离矩阵D_m发送给第m个群成员M_m，其中虚假距离向量的元素值是与真实距离向量的元素值相近的随机数；

(8c)发起群G_I的第m个群成员M_m接收到该群管理员M₁发送的混合距离矩阵D_m后进行逆置换操作，得到自己的混合距离矩阵从该D′_m中取出自己的真实距离向量得到不包含的混合距离矩阵D_m-1，并将该混合距离矩阵D_m-1发送给发起群G_I的第m-1个群成员M_m-1；

以此类推，最终发起群G_I的第二个群成员M₂接收到只包含虚假距离向量和自己的真实距离向量的混合距离矩阵D₂，进行逆置换操作得到自己的混合距离矩阵并从该D′₂中得到自己的真实距离向量

(9)发起群G_I的群成员M_i根据自己的距离向量计算自己与响应群G_R的匹配值ρ_i，并将该匹配值ρ_i发送本群的管理员M₁；

(10)发起群G_I的管理员M₁根据接收到的群成员与响应群G_R的匹配值ρ_i，计算发起群G_I与响应群G_R的匹配值：其中ρ为发起群G_I与响应群G_R的匹配度，是发起群G_I所有的群成员协同设定的门限值；

(11)发起群G_I根据匹配值r_ρ判断是否与响应群G_R匹配成功：若r_ρ≠0，则匹配成功；若r_ρ＝0，则匹配失败。