[发明专利]基于全同态加密的智能家居数据隐私保护方法

说明书

本发明公开了一种基于全同态加密的智能家居数据隐私保护方法，包括用户APP与智能家居网关协商好全同态加密的公私钥对；智能家居网关将采集到的数据用公钥进行全同态加密并传输到智能家居网络服务提供商的服务器上进行基于密文的存储和相关加乘计算；用户APP根据需要向智能家居服务器请求得到特定的密文加乘计算结果；密文加乘计算结果传输到用户APP时，用户APP利用对应的全同态加密私钥进行解密，得到对应的明文加乘计算结果。本发明一方面极大降低了用户APP所在智能终端的计算量，节省耗能；另外一方面又可以节省用户APP到智能家居服务器之间的数据传输流量。

技术领域

本发明涉及智能家居与信息安全领域，特别是涉及一种基于全同态加密的智能家居数据隐私保护方法。

背景技术

随着网络通信及智能技术的发展，智能家居技术已经走进我们的生活，各种智能化的控制技术遍布生活的各个方面。然而，智能化的控制、维护、管理和交互同时带来了很多的安全隐患，用户的数据安全、隐私保护等问题一直是制约智能家居技术广泛应用的陷门，目前还没有一套完整实用的安全机制来保证智能家居的数据隐私安全。

现在的智能家居信息安全保护方法一般采用传统的对称加密或非对称加密方法来实现对数据的安全保护，这就要求发送方到接收方中间的加密通道是封闭的，中间不能有任何的基于密文的处理过程，否则接收方解密会失败。如果中间数据需要做处理，还必须先解密，然后处理，接着再加密来恢复到密文状态。

而现在随着大数据和云计算的发展，充分利用第三方的存储和计算资源已经成为一个发展趋势。一方面利用第三方的存储和计算资源能够减少系统搭建和成本支出，并能得到更专业的数据处理结果；另外一方面也可以减少用户侧APP客户端的解密及计算开销，节省用户侧终端的流量费用支出以及电池耗能。

全同态加密技术支持对密文的直接计算处理，而不影响数据的正确解密，而这密文计算结果被解密后等同于对明文做同样的计算处理。全同态加密技术在保证数据安全的基础上，极大地提高了数据处理的灵活性，尤其适用于现在的云计算及智能家居应用。

发明内容

发明目的：基于上述分析，为兼顾在智能家居系统中用户对数据有效获取以及安全隐私的需求，本发明提出了一种基于全同态加密的智能家居数据隐私保护方法，保证智能家居数据到服务器一直到用户APP之间的端到端的安全保护，而同时还能利用智能家居服务提供商的服务器资源对加密后的智能家居密文数据进行计算处理，减少用户APP的所需的计算量及数据传输流量。

技术方案：为达到此目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于全同态加密的智能家居数据隐私保护方法，包括如下的步骤：

(1)：用户APP与智能家居网关协商好全同态加密的公私钥对；

(2)：智能家居网关将采集到的数据用公钥进行全同态加密并传输到智能家居网络服务提供商的服务器上进行基于密文的存储和相关加乘计算；

(3)：用户APP根据需要向智能家居服务器请求得到特定的密文加乘计算结果；

(4)：密文加乘计算结果传输到用户APP时，用户APP利用对应的全同态加密私钥进行解密，得到对应的明文加乘计算结果。

进一步的，步骤(1)中用户APP和智能家居网关基于安全参数λ，同步生成公私钥对(pk，sk)，pk是公钥，sk是私钥，具体包括如下的子步骤：

(1.1)：生成长度为η的随机大素数p，p∈[2^η-1,2^η)，其中，η为私钥的比特长度，即单位为bits；