面向政务图像数据的隐私保护方法研究与实现

来源 :西安电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:vialli_7
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
政务大数据的开放共享是促进大数据在政务领域应用发展的关键,其打破业务壁垒和“数据孤岛”现象,实现信息的跨部门、跨层级共享,但在共享过程中导致数据信息面临隐私泄露的风险。传统的隐私保护技术无法满足开放共享平台的多用途共享需求;也无法做到在保护数据隐私的同时保证多部门合作训练的性能。众所周知,政务大数据的存储形式各式各样,如文本,图像和视频等,不同类型数据的数据特点不同,在实现隐私保护时的方法也是各不相同的。本文将政务图像数据按照数据本身的安全保护等级分为无条件共享开放的公开图像数据,对上级部门共享开放、对同级及下级相关部门有条件共享开放的机密图像数据和仅对国家部委共享开放的绝密图像数据,并根据开放共享平台实际需求对机密和绝密数据的隐私保护方法进行了如下研究:针对可以对相关部门进行共享的机密图像数据,设计了基于目标检测算法和加密技术的共享机密数据隐私保护方法。采用目标检测技术减小了共享时的数据规模;结合非对称加密算法RSA(Rivest-Shamir-Adleman)和对称加密算法AES(Advanced Encryption Standard),对共享数据进行混合加密,相较于单一RSA加密算法,在保护数据隐私安全的同时减少了数据加解密过程的时间损耗。通过混合加密算法对共享机密数据隐私保护方法的可行性进行了验证;通过AES算法和RSA算法的加解密时间对比对本方法的高效性进行了验证。针对无法直接共享的机密图像数据,设计了带有差分隐私的深度卷积生成对抗网络模型。该模型将差分隐私技术用于深度卷积生成对抗网络中,通过向深度卷积生成对抗网络中从判别器传递回生成器的梯度添加高斯噪声,达到在生成与原数据相似数据的同时保护数据隐私的效果。实验结果表明,该模型生成的数据可以应用于后续任务,且模型质量相较于没有隐私保护的深度卷积生成对抗网络高了0.1%。针对可以进行部门协同训练的绝密图像数据,设计了基于联邦学习的协同训练隐私保护模型。根据政务大数据环境下需要部门间合作的大都是复杂且具有相关性的任务这一现象,结合多任务学习和联邦学习,在模型训练中,各参与方传递加密后的权重向量至可信第三方,并由其对上传权重进行聚合平均,以此避免各参与方数据的直接聚集,对各方数据的隐私提供保护。该模型允许参与者在保留自己数据隐私的同时,仍受益于其他参与者的模型,避免陷入局部最优的情况。以横向联邦学习和多任务学习模型HyperFace为例,将模型应用于政务图像数据,最终结果证明协同训练隐私保护模型在保护数据隐私的同时不会降低模型的可用性。以上三种模型及方法分别对应开放共享平台中三类不同隐私级别的政务图像数据,根据平台对不同数据的隐私保护需求,设计了相应的隐私保护策略,为政务图像数据的共享应用提供了隐私保护。
其他文献
多目标跟踪任务是计算机视觉领域中的关键任务,其是目标检测、图像分割等任务的进一步发展,也是人体姿态估计、行为识别与分析等高级任务的基石,具有丰富的研究和实用价值。多目标跟踪任务的目的是识别和检测出视频帧中所有的目标,并保证每个目标在其所在视频帧中的身份信息不变,即对每个目标维持一个相同的ID编号。目前对多目标跟踪任务的处理框架主要分为四个步骤,包括目标检测、特征向量提取、相似度计算和数据关联。研究
随着移动通信技术的迅速发展和互联网相关应用的逐渐普及,当前信息网络正在向着大容量、高带宽、高可靠性、低延时和广覆盖发展。借助软件定义网络(Software Defined Network,SDN)技术,网络设备制造和运营商可以在基于密集波分复用的光网络(Optical Networks with Dense Wavelength Division Multiplexing,ON-DWDM)中实现光
近年来,随着传感器设备和无线通信技术的发展,无线传感器网络受到了极大的关注。无线传感器网络的广泛使用使得远程监控物理环境变得更加容易,但是其低功耗、小成本与有限的网络寿命等特点为收发机系统带来了一系列挑战,尤其是对片上功率放大器的设计提出了很高的要求。基于这一背景,本论文对高效率CMOS功率放大器展开了研究。本论文分析了功率放大器在无线传感网络中的应用,对当前国内外提出的CMOS功率放大器所使用的
随着互联网、物联网和人工智能等技术的广泛应用,大数据分析在各行各业中都变得越来越重要。如今的大数据处理系统,如Hadoop Map Reduce、Spark和Flink等,都将上层的大数据应用抽象为一组待调度的作业。由于数据处理作业的逻辑高度复杂,所处理的大数据作业状态动态变化,现有的静态作业调度算法考虑的重点有限,无法同时兼顾调度算法的高性能与集群资源的高效使用。因此,如何设计合适的调度器,使得
三维人体姿态估计是对图像或者视频中出现的人体进行准确的关节点定位,抽象出一个三维人体骨骼形状,以便后续的动作分析和行为识别。它是很多高级计算机视觉任务的基础,能够广泛的应用于视频监控、步态分析、动作捕捉以及体感人机交互领域。随着深度神经网络模型的飞速发展,三维人体姿态估计方法也在日益革新。基于深度学习的两阶段三维人体姿态估计方法首先将图像传入预训练的二维姿态提取网络获取二维人体关节点坐标,然后再通
随着数字化时代的快速发展,图像和视频成为获取信息的主要形式之一,由于硬件成本以及环境的限制,捕捉到的图像会呈现出低光照、背光不足、局部区域模糊等特征,既影响了信息获取的准确度,也会影响实际任务如目标检测和人像识别等等任务中对高质量图像的需求。往往需要手动调节低质量图像的亮度、对比度、饱和度以及图像的局部区域的质量,从而使得图像可以传递更丰富的信息,但是这样的过程往往比较耗时。因此,对自然图像自适应
近年来,世界各国均将竞技体育成绩视为评估国家综合实力的重要指标。面对国际竞技体育竞争日益激烈的现状,必须依靠更为科学高效的训练方法提升我国竞技体育水平。目前,利用运动感知器采集运动数据易受环境干扰,且通过人工分析运动员动作准确度不高。针对以上问题,本文应用深度学习技术突破当前依靠传感器采集运动员运动数据的局限性,设计并实现了基于人体关键点检测智能模型的体育运动视频分析系统。本系统旨在对视频中运动员
本课题来源于某型导引头伺服控制系统的开发项目。论文主要完成了导引头伺服控制系统方案和硬件电路设计、FPGA接口开发以及系统调试与测试,同时对信号完整性问题中的反射与串扰现象进行了分析和仿真,提出了应对策略并应用于系统电路设计中。首先,根据导引头伺服控制系统的功能和指标要求进行了总体方案设计,提出了硬件电路设计方案,完成了载荷估算、关键部件和芯片选型、电路总体设计以及功耗核算,在此基础上通过对四个控
索驱动机器人是利用柔索代替刚性连杆的一类并联机器人,具备结构简单、大工作空间、易重构等优点。但索作为柔性件,导致索驱动机器人在运动过程中易产生运动误差,因此对索驱动机器人进行误差分析和补偿是必不可少的。本文针对索驱动下肢康复机器人做了以下研究。本文的索驱动机器人是一种使用四根索牵引人体下肢进行步态训练的康复机器人,也称索驱动下肢康复机器人。为了提高机器人的运动精度,先建立其全参数几何误差模型以及误
在航天领域中,星载计算机系统作为航空航天器中核心的控制部件,发挥着越来越重要的作用。由于其长期运行于太空高能粒子辐射环境中,容易受到高能粒子轰击而发生单粒子效应,致使系统运行产生故障。因此如何有效地评估单粒子效应对计算机系统的影响越来越受到研究人员的广泛关注。在实际情况中,单粒子模拟实验作为评估单粒子效应的有效手段,可以精准地模拟出处理器系统在实际太空辐射环境中运行中受到单粒子效应影响的情况,但是