本發(fā)明屬于隱私保護領(lǐng)域，尤其涉及一種保持節(jié)點可達性的分布式社會網(wǎng)絡隱私保護方法。

背景技術(shù)：

在線社會網(wǎng)絡為用戶提供了一個信息交流和共享的平臺，已成為當今人們網(wǎng)絡生活中不可或缺的一部分。用戶在使用在線社會網(wǎng)絡時產(chǎn)生了大量的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)，通過對數(shù)據(jù)進行挖掘分析，能夠回答社會學、心理學等諸多問題，但社會網(wǎng)絡絡數(shù)據(jù)中蘊藏著大量個人隱私信息，若不采取保護措施，必然會引起個人隱私的泄露。因而針對社會網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的隱私保護問題進行研究成為隱私保護領(lǐng)域的研究熱點。

在社會網(wǎng)絡的隱私保護技術(shù)中，基于圖數(shù)據(jù)擾動思想的隱私保護技術(shù)是十分重要的一種隱私保護方法。圖數(shù)據(jù)擾動隱私保護技術(shù)的主要思想是：通過隨機進行圖數(shù)據(jù)擾亂和修改，可以阻止攻擊者獲知原始圖結(jié)構(gòu)，從而保護社會網(wǎng)絡數(shù)據(jù)隱私。可達性查詢精度是衡量圖數(shù)據(jù)可用性的一項重要指標。然而，當前的圖結(jié)構(gòu)擾亂技術(shù)并沒有考慮圖數(shù)據(jù)擾亂技術(shù)對節(jié)點間可達性的影響。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，社會網(wǎng)絡數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出數(shù)據(jù)規(guī)模大，數(shù)據(jù)多樣性等特點，使傳統(tǒng)隱私保護方法在處理大數(shù)據(jù)集時出現(xiàn)處理效率低的問題，實現(xiàn)社會網(wǎng)絡隱私保護的并行化計算已成為未來趨勢。

上述針對社會網(wǎng)絡隱私保護的方法大部分只解決了社會網(wǎng)絡中個體隱私泄露的問題，忽略了節(jié)點的可達性。此外，上述隱私保護技術(shù)也存在處理大規(guī)模社會網(wǎng)絡圖數(shù)據(jù)時處理效率低、處理能力差的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于圖數(shù)據(jù)擾動思想，結(jié)合分布式圖處理系統(tǒng)graphx“以節(jié)點為中心”特點，能夠有效保護節(jié)點可達性和處理大規(guī)模圖數(shù)據(jù)的社會網(wǎng)絡隱私保護方法。

本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：本發(fā)明設(shè)計了一種保持節(jié)點可達性的分布式社會網(wǎng)絡隱私保護方法，社會網(wǎng)絡圖數(shù)據(jù)包括節(jié)點和邊，社會網(wǎng)絡圖數(shù)據(jù)中節(jié)點表示用戶，而邊用來代替社會網(wǎng)絡中用戶之間的關(guān)系；所述保持節(jié)點可達性的分布式社會網(wǎng)絡隱私保護方法為：對于任意邊<u,v>，以一定概率p，用節(jié)點u在r(r≥2)跳范圍內(nèi)的其他可達節(jié)點w替換節(jié)點v并保護圖中節(jié)點的可達性，構(gòu)成新社會網(wǎng)絡圖；其特征在于，基于分布式圖處理系統(tǒng)graphx“以節(jié)點為中心”的特點完成快速可達節(jié)點查找和邊隨機擾動，包含如下步驟：

步驟001.對原始圖數(shù)據(jù)進行預處理，將原始圖數(shù)據(jù)處理成graphx系統(tǒng)能夠處理的數(shù)據(jù)格式；

步驟002.利用graphx提供的reverse操作將圖g反轉(zhuǎn)，將原始圖中的邊轉(zhuǎn)變方向得到圖g^*；

步驟003.初始化g^*，每個節(jié)點維持一張可達節(jié)點表，可達節(jié)點表的每一行稱作可達節(jié)點表項，可達節(jié)點表項由四元組(srcid,dstid,hops,tag)構(gòu)成，其中srcid是源節(jié)點的節(jié)點編號，dstid是目的節(jié)點的編號，hops是源節(jié)點與目的節(jié)點的最短路徑長度，tag是標志位，值為1或0用來控制消息的傳遞；

步驟004.節(jié)點通過消息傳遞和節(jié)點值更新，快速查找可達節(jié)點；

步驟005.利用reverse操作將圖g^*還原，對圖g進行速邊擾動。

作為本發(fā)明的一種基于graphx的分布式技術(shù)方案：所述步驟003具體包括如下內(nèi)容：

初始化g^*，每個節(jié)點維持一張可達節(jié)點表，可達節(jié)點表的每一行稱作可達節(jié)點表項，可達節(jié)點表項由四元組(srcid,dstid,hops,tag)構(gòu)成，其中srcid是源節(jié)點的節(jié)點編號，dstid是目的節(jié)點的編號，hops是源節(jié)點與目的節(jié)點的最短路徑長度，tag是標志位，值為1或0用來控制消息的傳遞。當tag=1時，表示此可達節(jié)點表項尚未發(fā)送，在下一個supertep需要將可達節(jié)點表項中的distid發(fā)送給鄰居；當可達節(jié)點表項中的distid發(fā)送后，tag永久置為0，在以后的supertep都不在發(fā)送。

作為本發(fā)明的一種基于graphx的分布式技術(shù)方案：所述步驟004中，節(jié)點通過消息傳遞和節(jié)點值更新，快速查找可達節(jié)點，具體包括如下內(nèi)容：

當superstep%2=0時，將有出度鄰居的節(jié)點設(shè)置為active狀態(tài)，其它節(jié)點設(shè)置為inactive狀態(tài)，處于active狀態(tài)的節(jié)點判斷rnt每一行的標志位tag，若tag=1則將此行中的dstid發(fā)送給鄰居節(jié)點并置tag=0，否則無任何操作；當superstep%2=1時，收到消息的節(jié)點設(shè)置成active狀態(tài)，其余節(jié)點設(shè)置為inactive狀態(tài)，處于inactive狀態(tài)的節(jié)點根據(jù)收到的dstid更新自己的rnt，若收到的dstid不在自己rnt的dstid列中，則將此distid寫入rnt的下一行，其中srcid是自己的節(jié)點編號，hops=(supertep+1)/2，tag置為1，并將節(jié)點設(shè)置為inactive狀態(tài)。重復上述直至supertep+1=2r，程序停止。

作為本發(fā)明的一種基于graphx的分布式技術(shù)方案：所述步驟005中，節(jié)點通過消息傳遞和節(jié)點值更新，快速查找可達節(jié)點，具體包括如下內(nèi)容：

當superstep=0時，源節(jié)點發(fā)送節(jié)點編號給目標節(jié)點；當superstep=1時，若目標節(jié)點有鄰居節(jié)點則目標節(jié)點接收消息，并將源節(jié)點編號和自己的節(jié)點編號發(fā)送給下一跳鄰居節(jié)點；當superstep=2時，接收到消息的節(jié)點判斷是否與目標節(jié)點可達，若可達則將自己的節(jié)點編號發(fā)送給源節(jié)點，若不可達則發(fā)送0給源節(jié)點；當superstep=3時，源節(jié)點接收到消息，在不為0的消息中隨機選擇一個假目標節(jié)點，若消息全為0，則在fds(u,r,s)集合中隨機選擇一個節(jié)點作為假目標節(jié)點。當遍歷完圖中每個源節(jié)點的邊，則程序停止。

本發(fā)明所述一種保持節(jié)點可達性的分布式社會網(wǎng)絡隱私保護方法采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：本發(fā)明設(shè)計的保持節(jié)點可達性的分布式社會網(wǎng)隱私保護方法，基于圖數(shù)據(jù)擾動思想和分布式圖處理系統(tǒng)graphx“以節(jié)點為中心”的特點，通過在社會網(wǎng)絡圖中節(jié)點間的消息傳遞和節(jié)點值更新，實現(xiàn)對個體隱私的保護，該方法較好的避免了現(xiàn)有技術(shù)在針對網(wǎng)絡數(shù)據(jù)實現(xiàn)保護的同時，對網(wǎng)絡數(shù)據(jù)造成巨大影響的缺點以及處理大規(guī)模圖數(shù)據(jù)表現(xiàn)出處理效率、處理能力差的問題。

附圖說明

圖1是本發(fā)明設(shè)計的保持節(jié)點可達性的分布式社會網(wǎng)絡隱私保護方法的流程圖。

圖2是本發(fā)明設(shè)計的保持節(jié)點可達性的分布式社會網(wǎng)絡隱私保護方法實施例中的原始社會網(wǎng)絡圖模型示意圖。

圖3是本發(fā)明設(shè)計的保持節(jié)點可達性的分布式社會網(wǎng)絡隱私保護方法應用于實施例的reverse操作新社會網(wǎng)絡圖模型示意圖。

圖4是本發(fā)明設(shè)計的保持節(jié)點可達性的分布式社會網(wǎng)絡隱私保護方法應用于實施例的可達節(jié)點表示意圖。

圖5是本發(fā)明設(shè)計的保持節(jié)點可達性的分布式社會網(wǎng)絡隱私保護方法應用于實施例的快速可達節(jié)點查找過程示意圖。

圖6是本發(fā)明設(shè)計的保持節(jié)點可達性的分布式社會網(wǎng)絡隱私保護方法應用于實施例的快速可達節(jié)點數(shù)值變化圖。

具體實施方式

下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細的說明。

如圖1所示，本發(fā)明設(shè)計了一種保持節(jié)點可達性的分布式社會網(wǎng)絡隱私保護方法，其中，社會網(wǎng)絡被抽象成圖數(shù)據(jù)模型，社會網(wǎng)絡圖是一個簡單有向圖，網(wǎng)絡圖數(shù)據(jù)包括節(jié)點和邊。社會網(wǎng)絡圖數(shù)據(jù)中節(jié)點表示用戶，而邊用來代替社會網(wǎng)絡中用戶之間的關(guān)系；所述保持節(jié)點可達性的分布式社會網(wǎng)絡隱私保護方法為：對于任意邊<u,v>，以一定概率p，用節(jié)點u在r(r≥2)跳范圍內(nèi)的其他可達節(jié)點w替換節(jié)點v并保護圖中節(jié)點的可達性，構(gòu)成新社會網(wǎng)絡圖；其特征在于，基于分布式圖處理系統(tǒng)graphx“以節(jié)點為中心”的特點完成快速可達節(jié)點查找和邊隨機擾動，包含如下步驟：

步驟001.對原始圖圖2中的數(shù)據(jù)進行預處理，將原始圖數(shù)據(jù)處理成graphx系統(tǒng)能夠處理的數(shù)據(jù)格式；

步驟002.利用graphx提供的reverse操作將圖g反轉(zhuǎn)，將原始圖中的邊轉(zhuǎn)變方向得到圖g^*。graphx系統(tǒng)提供了一個名為reverse:graph[vd,ed]的api，通過reverse操作將可以將原圖中邊轉(zhuǎn)向而不改變圖的其他性質(zhì)，得到如圖3所示的新社會網(wǎng)絡圖模型；

步驟003.初始化g^*，每個節(jié)點維持一張可達節(jié)點表，可達節(jié)點表的每一行稱作可達節(jié)點表項，可達節(jié)點表項由四元組(srcid,dstid,hops,tag)構(gòu)成，其中srcid是源節(jié)點的節(jié)點編號，dstid是目的節(jié)點的編號，hops是源節(jié)點與目的節(jié)點的最短路徑長度，tag是標志位，值為1或0用來控制消息的傳遞，如圖4；

步驟004.節(jié)點通過消息傳遞和節(jié)點值更新，快速查找可達節(jié)點。如圖5、圖6所示，快速查找可達節(jié)點包括以下內(nèi)容：當superstep%2=0時，將有出度鄰居的節(jié)點設(shè)置為active狀態(tài)，其它節(jié)點設(shè)置為inactive狀態(tài)，處于active狀態(tài)的節(jié)點判斷rnt每一行的標志位tag，若tag=1則將此行中的dstid發(fā)送給鄰居節(jié)點并置tag=0，否則無任何操作；當superstep%2=1時，收到消息的節(jié)點設(shè)置成active狀態(tài)，其余節(jié)點設(shè)置為inactive狀態(tài)，處于inactive狀態(tài)的節(jié)點根據(jù)收到的dstid更新自己的rnt，若收到的dstid不在自己rnt的dstid列中，則將此distid寫入rnt的下一行，其中srcid是自己的節(jié)點編號，hops=(supertep+1)/2，tag置為1，并將節(jié)點設(shè)置為inactive狀態(tài)。重復上述直至supertep+1=2r，程序停止；

步驟005.利用reverse操作將圖g^*還原，對圖g進行速邊擾動，具體包括如下內(nèi)容：當superstep=0時，源節(jié)點發(fā)送節(jié)點編號給目標節(jié)點；當superstep=1時，若目標節(jié)點有鄰居節(jié)點則目標節(jié)點接收消息，并將源節(jié)點編號和自己的節(jié)點編號發(fā)送給下一跳鄰居節(jié)點；當superstep=2時，接收到消息的節(jié)點判斷是否與目標節(jié)點可達，若可達則將自己的節(jié)點編號發(fā)送給源節(jié)點，若不可達則發(fā)送0給源節(jié)點；當superstep=3時，源節(jié)點接收到消息，在不為0的消息中隨機選擇一個假目標節(jié)點，若消息全為0，則在fds(u,r,s)集合中隨機選擇一個節(jié)點作為假目標節(jié)點。當遍歷完圖中每個源節(jié)點的邊，則程序停止。

上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作了詳細說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。