(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210616532.2 (22)申请日 2022.06.01 (71)申请人 电子科技大 学 地址 611731 四川省成 都市高新区(西区) 西源大道 2006号 (72)发明人 张明　张海玲　李慧　廖丹　陈雪　 金海焱　 (74)专利代理 机构 山东诺诚智汇知识产权代理 事务所(普通 合伙) 37309 专利代理师 金峰 (51)Int.Cl. H04L 9/08(2006.01) H04L 9/40(2022.01) G06K 9/62(2022.01) G06F 21/62(2013.01)G06F 21/60(2013.01) (54)发明名称 一种基于秘密共享的车联网数据安全共享 与隐私保护方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于秘密共享的车联网 数据安全共享与隐私保护方法， 在车联网系统 中， 恶意的车辆用户会导致本地模型参数变化， 从而导致中毒的本地模型参数也参与全局模型 训练， 导致全局模型的精度下降。 为了检测并筛 除这些车辆用户， 本发明为每个车辆用户计算一 个相似度分数， 相似度分数低于设定阈值的车辆 用户将被拒绝， 以提高全局模型的精度。 在训练 时， 将每次训练的本地模型分成两部分， 分别发 给不同的车联网服务提供商， 两个车联网服务提 供商间不直接共享本地模型参数， 防止车辆用户 的隐私被泄 露。 权利要求书5页 说明书11页 附图2页 CN 114944914 A 2022.08.26 CN 114944914 A 1.一种基于秘密共享的车联网数据安全共享与隐私保护方法， 其特征在于， 包括以下 步骤： S1、 获取车辆用户的本地数据， 构建本地训练数据集； S2、 采用本地训练数据集和全局模型参数对车辆用户的本地模型进行隐私训练， 得到 每次训练的本地模型； S3、 将每次训练的本地模型进行模糊处理后分成两部分， 得到两部分共享本地模型参 数秘密； S4、 将一部分共享本地模型参数秘密发送给车联网服务提供商S1， 将另一部分共享本 地模型参数秘密发送给 车联网服务提供商S2； S5、 根据车联网服务提供商S1和车联网服务提供商S2中共享本地模型参数秘密， 计算 相似度； S6、 判断相似度是否大于阈值， 若是， 则跳转至步骤S7， 若否， 则丢弃共享本地模型参数 秘密， 并跳转至步骤S1； S7、 在车联网服务提供商S1和车联网服务提供商S2中， 将共享本地模型参数秘密进行 加权聚合， 得到全局模型； S8、 判断全局模型是否收敛， 若是， 则得到训练完成的全局模型， 若否， 则跳转至步骤 S2； S9、 在车辆用户间共享训练完成的全局模型， 实现对车联网数据进行安全共享与隐私 保护。 2.根据权利要求1所述的基于秘密共享的车联网数据安全共享与隐私保护方法， 其特 征在于， 所述 步骤S3包括以下分步骤： S31、 在集合 的范围内取随机值， 构成第一部分共享本地模型参数秘密u1， 其中， l为 每次训练的本地模型的数据的位数； S32、 根据第一部分共享本地模型参数秘密u1， 通过u2＝u‑u1mod2l， 其中， u为每次训练的 本地模型的数据， mod为取模运 算， u2为第二部分共享本地模型参数秘密。 3.根据权利要求1所述的基于秘密共享的车联网数据安全共享与隐私保护方法， 其特 征在于， 所述 步骤S5包括以下分步骤： S51a、 根据共 享本地模型参数秘密， 构建车辆用户p与车辆用户q共 享值， vpq＝up·uq， 其 中， up为车辆用户p的共享本地模型参数秘密， uq为车辆用户q的共享本地模型参数秘密， vpq 为车辆用户p与车辆用户q共享 值； S52a、 在车 联网服务提供商Si上计算第一相似参数<e >i和第二相似参数<f>i； <e>i＝<Op>i‑<up>i <f>i＝<Oq>i‑<uq>i 其中， <up>i、 <uq>i为乘法三元组vpq＝up·uq在车联网服务提供商Si中的共享秘密， i取1 或2， up＝<up>1+<up>2， uq＝<uq>1+<uq>2， <Op>i为设定的车联网服务提供商Si的车辆用户p的 共享本地模型参数向量， <Oq>i为设定的车联网服务提供商Si的车辆用户q的共享本地模型 参数向量； S53a、 对第一相似参数<e>i和第二相似参数<f>i分别进行重构， 得到第一重构相似参数权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 114944914 A 2e和第二重构相似参数f； S54a、 根据第一重构相似参数e和第二重构相似参数f， 在车联网服务提供商Si上计算 车辆用户p与车辆用户q的内积： <Op·Oq>1＝f·<up>1+e·<uq>1+<vpq>1 <Op·Oq>2＝e·f+f·<up>2+e·<uq>2+<vpq>2 其中， <Op·Oq>1为在车联网服务提供商S1上计算的车辆用户p与车辆用户q的内积， < Op·Oq>2为在车联网服务提供商S2上计算的车辆用户p与车辆用户q 的内积， <up>1为在车联 网服务提供商S1上乘法三元 组中up的共享秘密， <uq>1为在车联网服务提供商S1上乘法三元 组中uq的共享秘密， <vpq>1为在车联网服务提供商S1上乘法三元组中vpq的共享秘密， <up>2为 在车联网服务提供商S2上乘法三元 组中up的共享秘密， <uq>2为在车联网服务提供商S2上乘 法三元组中uq的共享秘密， <vpq>2为在车联网服务提供商S2上乘法三元 组中vpq的共享秘密， vpq＝<vpq>1+<vpq>2； S55a、 在同一车联网服务提供商Si上， 通过步骤S51至S53的方法计算车辆用户p与所有 其他车辆用户之间的内积， 并叠加所有内积， 得到在车联网服务提供商S1上 的第一共享内 容<ρp>1， 在车联网服务提供商S2上的第二共享内容<ρp>2； S56a、 将第一共 享内容<ρp>1和第二共 享内容<ρp>2进行重构， 得到车辆用户p的相似度值 ρp。 4.根据权利要求3所述的基于秘密共享的车联网数据安全共享与隐私保护方法， 其特 征在于， 所述 步骤S51a 中构建车辆用户p与车辆用户q共享 值的方法包括以下分步骤： A1a、 将vpq＝up·uq构建为以下 形式： up·uq＝(<up>1+<up>2)·(<uq>1+<uq>2)＝<up>1·<uq>1+<up>1·<uq>2+<up>2·<uq>1+<up >2·<uq>2 其中， <up>1为在车联网服务提供商S1上乘法三元组中up的共享秘密， <uq>1为在车联网 服务提供商S1上乘法三元 组中uq的共享秘密， <up>2为在车联网服务提供商S2上乘法三元 组 中up的共享秘密， <uq>2为在车联网服务提供商S2上乘法三元组中uq的共享秘密； A2a、 先对<up>1、 <uq>1、 <up>2和<uq>2赋初值； A3a、 在车联网服务提供商S1上， 计算得到<up>1·<uq>1的值， 在车联网服务提供商S2上， 计算得到 <up>2·<uq>2的值； A4a、 采用加性同态加密方法计算<up>1·<uq>2和<up>2·<uq>1的值； A5a、 根据<up>1·<uq>2、 <up>2·<uq>1、 <up>1·<uq>1和<up>2·<uq>2值， 得到车辆用户p与 车辆用户q共享 值vpq。 5.根据权利要求4所述的基于秘密共享的车联网数据安全共享与隐私保护方法， 其特 征在于， 所述 步骤A4a包括以下分步骤： A4a1、 设置车 联网服务提供商S1与车 联网服务提供商S2的共享公钥pk， A4a2、 采用共享公钥pk对车联网服务提供商S1上 的共享秘密<up>1进行加密， 得到第一 加密内容Encpk(<up>1)； A4a3、 将第一加密内容Encpk(<up>1)发送至另一车 联网服务提供商S2； A4a5、 根据车联网服务提供商S2接收到的第一加密内容Encpk(<up>1)， 以及在车联网服 务提供商S2上的共享秘密<up>2， 计算第一待解密内容 权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 114944914 A 3