[发明专利]一种基于近岸物联网的多源海洋数据安全融合与统计方法

权利要求书

1.一种基于近岸物联网的多源海洋数据安全融合与统计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：系统参数及密钥生成算法，

步骤1.1：当系统生成者输入安全参数λ时，运行一个概率多项式时间的陷门函数生成器，输出函数元组(f，f^-1)在0，1^2λ上的密钥对(pk_f，sk_f)，

步骤1.2：输出两个哈希函数H₀，H₁：{0，1}^*→{0，1}^2λ，

步骤1.3：系统生成者随机选取两个大素数p，q且|p|＝|q|＝λ，计算公有参数N＝pq，

步骤1.4：参数预制：全局公开参数(pk_f，H₀，H₁，N，p，q)，私钥发给数据接收者，至此，各方拥有参数如下：数据发送者拥有参数(pk_f，H₀，H₁，N，p，q)，数据汇聚者拥有参数H₀，H₁，数据接收者拥有参数(pk_f，H₀，H₁，N)和sk_f，

步骤2：终端节点数据加密算法，

假设m_i，k是发送者k在每个监测时刻t_i采集的数据值，i＝1，2，…，n，k＝1，2，…，s，

步骤2.1：随机选择一个比特串r∈_R{0，1}^2λ，发送者计算其中，表示把p的长度随机填充到2λ，

步骤2.2：计算m_i，k mod p的值，记为m_i，k，p；m_i，k mod q的值，记为m_i，k，q，即

m_i，k，p≡m_i，k mod p，m_i，k，q≡m_i，k mod q，

步骤2.3：使用扩展的欧几里得算法，计算逆元p^-1和q^-1使得

1≡q^-1q mod p，1≡p^-1p mod q，

步骤2.4：计算每一次监测的数据加密值为

步骤2.5：为了验证数据稳定性，每个节点计算m_i，k的平方值过程同上，计算记为计算记为

即

步骤2.6：计算每一次监测的数据加密值为

步骤3：数据汇聚方密文计算算法，

步骤3.1：执行聚合运算，得为

步骤3.2：执行聚合运算，得为

步骤4：接收者解密和统计处理算法，

步骤4.1：接收者首先根据私钥sk_f计算p||r＝f^-1(C₀)，将p||r的最后λ位移除得到p，q＝Np^-1因为N＝pq，

步骤4.2：解密计算，接收者计算和

步骤4.3接收者利用中国剩余定理(Chinese Remainder Theorem，CRT)可以恢复数据，步骤如下：

(1)计算逆元

和由于p和q的最大公约数为gcd(p，q)＝1，

(2)恢复结果

步骤4.4：计算均值

步骤4.5：同理计算，接收者计算和

恢复结果

计算方差