CN111914271A - 一种面向于大数据发布的隐私保护系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种面向大数据发布的隐私保护系统，包括：分割单元，用于将数据分割成多个预处理数据块；判断单元，用于根据敏感字符判断预处理数据块是否为隐私数据块；随机数生成单元；加密单元，用于对隐私数据块中的属于第一隐私等级的敏感字符进行加密；转换单元，用于根据随机数对加密后的敏感字符进行移位，并通过哈希算法对移位后的敏感字符进行哈希值替换。发布单元用于将正常数据块以及敏感字符进行哈希值替换后的隐私数据块合并并发布至网络中。本发明既可以最大限度的保持原始数据完整性、降低大数据分析开销以及处理量，也可以防止大数据发布时的隐私信息泄露。相应地，本发明还提供一种面向大数据发布的隐私保护方法。

Description

一种面向于大数据发布的隐私保护系统及方法
技术领域
本发明涉及大数据技术领域，具体而言，涉及一种面向大数据发布的隐私保护系统及方法。
背景技术
大数据是指无法在一定时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合，其是一种规模大到在获取、存储、管理、分析方面大大超出了传统数据库软件工具能力范围的数据集合，是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。由于大数据包含了众多个人和机构的隐私信息数据，如何保护大数据中的个人隐私数据成为了迫切需要解决的问题。
现有的大数据隐私保护技术一般包括：脱敏处理技术，将大数据中包含敏感信息的部分删除以使得数据中不再包含敏感的隐私信息，此种技术会删除了原始数据中的一些信息，导致数据不完整，不利于深入分析；数据加密技术，将大数据中的敏感信息通过加密算法进行加密处理以使原始敏感信息不可见，此种技术由于加密操作增加了大数据分析相关算法的额外开销，降低了算法的效率。因此，有必要研发一种既能最大限度的保持原始数据完整性、不增加大数据分析开销，又能防止隐私信息泄露的大数据隐私保护方法。
发明内容
为了克服现有技术无法在最大限度的保持原始数据完整性、不增加大数据分析开销的同时防止隐私信息泄露的问题，本发明提供了一种面向大数据发布的隐私保护系统及方法，其具体技术方案如下：
一种面向大数据发布的隐私保护系统，其包括分割单元、判断单元、随机数生成单元、加密单元、转换单元以及发布单元。
分割单元接收待处理数据，将待处理数据分割成多个预处理数据块；
判断单元读取分割单元处理产生的多个预处理数据块，根据敏感字符判断预处理数据块是否为隐私数据块，其中，包含有敏感字符的预处理数据块为隐私数据块，未包含敏感字符的预处理数据块为正常数据块；
随机数生成单元用于生成随机数；
加密单元对隐私数据块中的属于第一隐私等级的敏感字符进行加密；
转换单元根据随机数对加密后的属于第一隐私等级的敏感字符以及未经加密的属于第二隐私等级的敏感字符进行移位，并对移位后的隐私数据块中的敏感字符进行替换；
发布单元将正常数据块以及敏感字符进行哈希值替换后的隐私数据块合并并发布至网络中。
根据随机数对加密后的属于第一隐私等级的敏感字符以及未经加密的属于第二隐私等级的敏感字符进行移位，并通过哈希算法对移位后的隐私数据块中的敏感字符进行哈希值替换，由于哈希算法的不可逆，在降低大数据隐私保护处理开销的基础上，还可以很好地大数据发布的隐私数据安全等级。
发布单元用于将正常数据块以及敏感字符进行哈希值替换后的隐私数据块合并并发布至网络中。
可选的，所述隐私保护系统还包括等级划分单元，所述等级划分单元用于将敏感字符划分为第一隐私等级以及第二隐私等级。
可选的，所述隐私保护系统还包括存储单元，所述存储单元用于存储敏感字符以及哈希算法。
可选的，所述加密单元通过椭圆加密算法对属于第一隐私等级的敏感字符进行加密。
可选的，所述一种面向大数据发布的隐私保护系统还包括声音采集单元，所述声音采集单元用于采集用户一定时长的语音频率以及分贝以及采集一定时长的环境噪音，并对语音频率、语音分别以及环境噪音进行处理以获取随机数种子。
可选的，所述随机数生成单元包含随机数生成算法，其利用随机数种子作为随机数生成算法的输入，以获取随机数。
相应地，本发明提供一种面向大数据发布的隐私保护方法，其包括如下步骤：
步骤1，将数据分割成多个预处理数据块；
步骤2，根据敏感字符判断预处理数据块是否为隐私数据块，其中，包含有敏感字符的预处理数据块为隐私数据块，未包含敏感字符的预处理数据块为正常数据块；
步骤3，将敏感字符划分为第一隐私等级以及第二隐私等级，对隐私数据块中的属于第一隐私等级的敏感字符进行加密；
步骤4，对加密后的属于第一隐私等级的敏感字符以及未经加密的属于第二隐私等级的敏感字符进行移位，并通过哈希算法对移位后的隐私数据块中的敏感字符进行哈希值替换；
步骤5，将正常数据块以及对敏感字符进行哈希值替换后的隐私数据块合并并发布至网络中。
可选的，在步骤3中，通过椭圆加密算法对属于第一隐私等级的敏感字符进行加密。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时实现上述所述的面向大数据发布的隐私保护方法。
本发明所取得的有益效果为：通过将大数据分割成预处理数据块并对预处理数据块进行判断，对加密后的属于第一隐私等级的敏感字符以及未经加密的属于第二隐私等级的敏感字符进行移位，并通过哈希算法对移位后的隐私数据块中的敏感字符进行哈希值替换，其既可以最大限度的保持原始数据完整性、降低大数据分析开销以及处理量，也可以防止大数据发布时的隐私信息泄露。
附图说明
从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明，将重点放在示出实施例的原理上。
图1是本发明实施例中一种面向大数据发布的隐私保护系统的结构示意图；
图2是本发明实施例中一种面向大数据发布的隐私保护方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明。
本发明为一种面向大数据发布的隐私保护系统及方法，根据附图所示讲述以下实施例：
如图1所示，一种面向大数据发布的隐私保护系统，其包括分割单元、判断单元、随机数生成单元、加密单元、转换单元以及发布单元。
分割单元用于根据预设的分割规则将数据分割成多个预处理数据块。预设的分割规则可是日期、地域、业务领域、组织单位、多个分割标准又或者单元大小中的一个或者多个组合。
判断单元用于根据敏感字符判断预处理数据块是否为隐私数据块，其中，包含有敏感字符的预处理数据块为隐私数据块，未包含敏感字符的预处理数据块为正常数据块。敏感字符可以是姓名”、“性别”、“薪资”、“电话号码”、“身份证号码”或“住址信息”等字段。针对一个预处理数据块而言，若其包含有姓名”、“性别”、“薪资”、“电话号码”、“身份证号码”或“住址信息”中的一个或者多个敏感字符，即可判断其为隐私数据块，否则为正常数据块。通过将大数据分割为预处理数据块并仅对其中的隐私数据块进行处理，可以减少隐私保护数据的处理量，提高工作效率，降低数据处理的开销。
随机数生成单元用于生成随机数，这里的随机数可以是伪随机数或者真随机数。
加密单元用于通过加密算法对隐私数据块中的属于第一隐私等级的敏感字符进行加密。加密算法可以是椭圆加密算法又或者RSA加密算法。
转换单元用于根据随机数对加密后的属于第一隐私等级的敏感字符以及未经加密的属于第二隐私等级的敏感字符进行移位，并通过哈希算法对移位后的隐私数据块中的敏感字符进行哈希值替换。
随机数为敏感字符移位的位数，敏感字符转化成二进制数字后，按照随机数进行左移或者右移平移操作。可以对敏感字符进行等级划分，将其划分成第一隐私等级以及第二隐私等级，例如第一隐私等级的敏感字符包括“姓名”、“性别”、“薪资”、“电话号码”、“身份证号码”等字段，而第二隐私等级的敏感字符则包含“邮箱地址”或者“住址信息”等字段。通过将敏感字符划分为第一隐私等级以及第二隐私等级，可以方便用户根据个人需要对大数据进行不同程度的保护处理，在满足用户需求的同时，降低大数据保密处理的开销。而根据随机数对加密后的属于第一隐私等级的敏感字符以及未经加密的属于第二隐私等级的敏感字符进行移位，并通过哈希算法对移位后的隐私数据块中的敏感字符进行哈希值替换，由于哈希算法的不可逆，在降低大数据隐私保护处理开销的基础上，还可以很好地大数据发布的隐私数据安全等级。
发布单元用于将正常数据块以及敏感字符进行哈希值替换后的隐私数据块合并并发布至网络中。
在一些实施例中，所述隐私保护系统还包括等级划分单元，所述等级划分单元用于将敏感字符划分为第一隐私等级以及第二隐私等级。
可选的，所述隐私保护系统还包括存储单元，所述存储单元用于存储敏感字符以及哈希算法。
相应地，如图2所示，本发明提供一种面向大数据发布的隐私保护方法，其包括如下步骤：
步骤1，数据分割成多个预处理数据块。
步骤2，根据敏感字符判断预处理数据块是否为隐私数据块，其中，包含有敏感字符的预处理数据块为隐私数据块，未包含敏感字符的预处理数据块为正常数据块。敏感字符可以是姓名”、“性别”、“薪资”、
“电话号码”、“身份证号码”或“住址信息”等字段。针对一个预处理数据块而言，若其包含有姓名”、“性别”、“薪资”、“电话号码”、“身份证号码”或“住址信息”中的一个或者多个敏感字符，即可判断其为隐私数据块，否则为正常数据块。通过将大数据分割为预处理数据块并仅对其中的隐私数据块进行处理，可以减少隐私保护数据的处理量，提高工作效率，降低数据处理的开销。
步骤3，将敏感字符划分为第一隐私等级以及第二隐私等级。第一隐私等级的敏感字符可以包括“姓名”、“性别”、“薪资”、“电话号码”、“身份证号码”等字段，而第二隐私等级的敏感字符则包含“邮箱地址”或者“住址信息”等字段。通过将敏感字符划分为第一隐私等级以及第二隐私等级，可以方便用户根据个人需要对大数据进行不同程度的保护处理，在满足用户需求的同时，降低大数据保密处理的开销。
步骤4，对加密后的属于第一隐私等级的敏感字符以及未经加密的属于第二隐私等级的敏感字符进行移位，并通过哈希算法对移位后的隐私数据块中的敏感字符进行哈希值替换。
步骤5，将正常数据块以及对敏感字符进行哈希值替换后的隐私数据块合并并发布至网络中。
通过将大数据分割成预处理数据块并对预处理数据块进行判断，对加密后的属于第一隐私等级的敏感字符以及未经加密的属于第二隐私等级的敏感字符进行移位，并通过哈希算法对移位后的隐私数据块中的敏感字符进行哈希值替换，其既可以最大限度的保持原始数据完整性、降低大数据分析开销以及处理量，也可以防止隐私信息泄露。
在一些实施例中，在步骤3中，通过椭圆加密算法对属于第一隐私等级的敏感字符进行加密。
在一些实施例中，所述一种面向大数据发布的隐私保护系统还包括声音采集单元，所述声音采集单元用于采集用户一定时长的语音频率以及分贝以及采集一定时长的环境噪音，并对语音频率、语音分别以及环境噪音进行处理以获取随机数种子。将语音频率、语音分别以及环境噪音转化成第一数字信号、第二数字信号以及第三数字信号，然后第一数字信号、第二数字信号以及第三数字信号通过哈希算法进行哈希值转换后得到第一数字信号哈希值、第二数字信号哈希值以及第三数字信号哈希值，并对第一数字信号哈希值、第二数字信号哈希值以及第三数字信号哈希值进行异或、或者同或等合并操作得到随机数种子。
随机数生成单元中包含有随机数生成算法，其利用随机数种子作为随机数生成算法的输入，以获取随机数。语音采集单元可以是智能终端的语音输入设备，用户在需要对大数据进行发布之前，可以先通过语音采集单元输入一定时间(例如3到10秒)、不限内容的语音信息，然后再采集一定时间环境噪音，也可以通过语音采集单元输入一定时间、不限内容的语音信息，通过利用语音信息提取环境噪音。
通过采集用户一定时长的语音频率以及分贝以及采集一定时长的环境噪音，并对语音频率、语音分别以及环境噪音进行处理以获取随机数种子，可以生成真随机数，提高大数据隐私保护的安全性。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时实现上述所述的面向大数据发布的隐私保护方法。
综上所述，本发明公开的一种面向大数据发布的隐私保护系统方法，所产生的有益技术效果为：通过将大数据分割成预处理数据块并对预处理数据块进行判断，对加密后的属于第一隐私等级的敏感字符以及未经加密的属于第二隐私等级的敏感字符进行移位，并通过哈希算法对移位后的隐私数据块中的敏感字符进行哈希值替换，其既可以最大限度的保持原始数据完整性、降低大数据分析开销以及处理量，也可以防止隐私信息泄露。
以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

Claims (7)

1.一种面向大数据发布的隐私保护系统，其特征在于，包括：
分割单元，接收待处理数据，将待处理数据分割成多个预处理数据块；
判断单元，读取分割单元处理产生的多个预处理数据块，根据敏感字符判断预处理数据块是否为隐私数据块，其中，包含有敏感字符的预处理数据块为隐私数据块，未包含敏感字符的预处理数据块为正常数据块；
随机数生成单元，用于生成随机数；
加密单元，对隐私数据块中的属于第一隐私等级的敏感字符进行加密；
转换单元，根据随机数对加密后的属于第一隐私等级的敏感字符以及未经加密的属于第二隐私等级的敏感字符进行移位，并对移位后的隐私数据块中的敏感字符进行替换；
发布单元，将正常数据块以及敏感字符进行哈希值替换后的隐私数据块合并并发布至网络中。
2.如权利要求1所述的一种面向大数据发布的隐私保护系统，其特征在于，所述隐私保护系统还包括等级划分单元，所述等级划分单元用于将敏感字符划分为第一隐私等级以及第二隐私等级。
3.如权利要求2所述的一种面向大数据发布的隐私保护系统，其特征在于，所述隐私保护系统还包括存储单元，所述存储单元用于存储敏感字符以及哈希算法。
4.如权利要求3所述的一种面向大数据发布的隐私保护系统，其特征在于，所述加密单元通过椭圆加密算法对属于第一隐私等级的敏感字符进行加密。
5.一种面向大数据发布的隐私保护方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，将数据分割成多个预处理数据块；
步骤2，根据敏感字符判断预处理数据块是否为隐私数据块，其中，包含有敏感字符的预处理数据块为隐私数据块，未包含敏感字符的预处理数据块为正常数据块；
步骤3，将敏感字符划分为第一隐私等级以及第二隐私等级，对隐私数据块中的属于第一隐私等级的敏感字符进行加密；
步骤4，对加密后的属于第一隐私等级的敏感字符以及未经加密的属于第二隐私等级的敏感字符进行移位，并通过哈希算法对移位后的隐私数据块中的敏感字符进行哈希值替换；
步骤5，将正常数据块以及对敏感字符进行哈希值替换后的隐私数据块合并并发布至网络中。
6.如权利要求5所述的一种面向大数据发布的隐私保护方法，其特征在于，在步骤3中，通过椭圆加密算法对属于第一隐私等级的敏感字符进行加密。
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求5或6所述的面向大数据发布的隐私保护方法。
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