一種基于k-匿名與服務(wù)相似性相結(jié)合的位置隱私保護(hù)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及基于位置的服務(wù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于位置k-匿名與服務(wù)相似性相結(jié)合的位置隱私保護(hù)方法。該方法在基于位置k-匿名的基礎(chǔ)上，引入查詢服務(wù)相似性的概念，利用相似性簡(jiǎn)化查詢處理的過程，節(jié)省匿名處理時(shí)間，解決匿名區(qū)域過剩的同時(shí)獲得了高質(zhì)量的服務(wù)。本方法不僅在不犧牲用戶的服務(wù)質(zhì)量的同時(shí)達(dá)到k-匿名的效果，保護(hù)了用戶的身份和位置信息，并且在提高匿名和查詢處理的效率的同時(shí)極大地降低了通信代價(jià)和網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。
【專利說明】一種基于k-匿名與服務(wù)相似性相結(jié)合的位置隱私保護(hù)方 法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及基于位置的服務(wù)（Location-based Services, LBS)領(lǐng)域，特別涉及一 種基于位置k-匿名與查詢服務(wù)相似性相結(jié)合的位置隱私保護(hù)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科技的進(jìn)步，社會(huì)的發(fā)展，人們生活水平和生活質(zhì)量得到很大程度的提高。緊 跟著無線通信設(shè)備和移動(dòng)定位技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是GPS定位、FFID定位和無線傳感器 定位的普及和廣泛應(yīng)用，人們對(duì)于追求更高生活水平和生活質(zhì)量的呼聲日益高漲，一種新 的研究領(lǐng)域應(yīng)運(yùn)而生-基于位置的服務(wù)（Location-Based Services, LBS)。基于位置的 服務(wù)是指使用某種定位技術(shù)為移動(dòng)用戶提供與當(dāng)前位置有關(guān)的個(gè)性化服務(wù)，它要求用戶在 向基于位置的服務(wù)器提出服務(wù)請(qǐng)求時(shí)，必須向基于位置的服務(wù)器提供自身的位置信息，月艮 務(wù)器根據(jù)用戶提供的位置信息來處理用戶提出的基于位置的查詢并將查詢結(jié)果返回給用 戶。當(dāng)移動(dòng)用戶向服務(wù)器提出服務(wù)請(qǐng)求時(shí)，用戶通過定位裝置獲取自己的位置信息并不斷 傳遞給服務(wù)器，服務(wù)器根據(jù)接收到的位置信息對(duì)該用戶的服務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行處理。由于服務(wù)器 根據(jù)接收到的位置信息來處理請(qǐng)求，因此用戶的位置信息越準(zhǔn)確，服務(wù)器返回給用戶的服 務(wù)信息就越準(zhǔn)確，即用戶的位置信息的準(zhǔn)確性決定了 LBS的服務(wù)質(zhì)量。隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的 到來，大量訪問數(shù)據(jù)、共享數(shù)據(jù)和從數(shù)據(jù)中抽取信息的方法的出現(xiàn)，人們?cè)谙硎苓@些新技術(shù) 帶來的便利應(yīng)用的同時(shí)，也越來越關(guān)注隱私保護(hù)。
[0003] 基于位置k-匿名與服務(wù)相似性相結(jié)合的方法結(jié)合了 k-匿名和服務(wù)相似性的優(yōu) 點(diǎn)，用戶可以根據(jù)自己的隱私要求制定個(gè)性化參數(shù)k，最小能接受的匿名區(qū)域面積，匿名 服務(wù)器充當(dāng)中間件處理用戶的隱私信息和LBS提供的相似地圖，并根據(jù)相似性找到既包含 k個(gè)用戶在內(nèi)且面積大于的匿名區(qū)域A，此方法中的k-匿名保護(hù)方式不僅可以防止用 戶的位置信息泄露，而且也可以防止用戶身份信息泄露，并且服務(wù)相似性的引用能在通信 代價(jià)低、查詢處理簡(jiǎn)單及網(wǎng)絡(luò)流量小的情況下得到高質(zhì)量的服務(wù)，不會(huì)出現(xiàn)區(qū)域過剩影響 服務(wù)質(zhì)量的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決LBS服務(wù)中服務(wù)質(zhì)量的保證和用戶位置身份信息保護(hù)的兩難問題，本發(fā) 明在LBS服務(wù)中提供一種基于位置k-匿名與服務(wù)相似性相結(jié)合的方法，該方法不僅可以保 證用戶得到準(zhǔn)確的服務(wù)，而且能夠保護(hù)用戶的隱私。
[0005] 本發(fā)明采用以下方案實(shí)現(xiàn)：一種基于位置k-匿名與服務(wù)相似性相結(jié)合的方法通 過以下步驟實(shí)現(xiàn)：
[0006] 1.系統(tǒng)的初始化：LBS服務(wù)器將一城市地圖網(wǎng)格化，根據(jù)各小格離所有興趣點(diǎn)的 歐氏距離進(jìn)行排序，取top-k個(gè)興趣點(diǎn)集進(jìn)行對(duì)比，對(duì)地圖進(jìn)行相似性為100%的劃分，并 利用灰度圖表示塊間相似度。
[0007] 2.位于某一位置的用戶Uid向服務(wù)器發(fā)出某種類型的查詢服務(wù)請(qǐng)求，此查詢請(qǐng)求 內(nèi)容包含用戶的隱私要求，經(jīng)過加密認(rèn)證后，此用戶將個(gè)人信息文件發(fā)送給可信匿名服務(wù) 器。
[0008] 3.匿名服務(wù)器認(rèn)證通過后，根據(jù)用戶的隱私要求和相似性地圖進(jìn)行匿名處理，以 滿足要求的匿名區(qū)域向LBS提供商發(fā)送查詢請(qǐng)求。
[0009] 4. LBS提供商檢索匿名區(qū)域內(nèi)各塊的top-k個(gè)興趣點(diǎn)，將各塊top-k個(gè)興趣點(diǎn)的并 集作為查詢結(jié)果候選集返回給匿名服務(wù)器。
[0010] 5.匿名服務(wù)器接收到候選集后根據(jù)用戶的準(zhǔn)確位置坐標(biāo)，挑選出真實(shí)結(jié)果返回給 用戶。此方法可以使用戶獲得準(zhǔn)確度為100%的服務(wù)。

【權(quán)利要求】
1. 一種基于k-匿名與服務(wù)相似性相結(jié)合的位置隱私保護(hù)方法，其特征在于 1) 系統(tǒng)的初始化：LBS服務(wù)器將一城市地圖網(wǎng)格化，根據(jù)各小格離所有興趣點(diǎn)的歐氏 距離進(jìn)行排序，取top-k個(gè)興趣點(diǎn)集進(jìn)行對(duì)比，對(duì)地圖進(jìn)行相似性為100%的劃分，并利用 灰度圖表示塊間相似度； 2) 位于某一位置的用戶Uid向服務(wù)器發(fā)出某種類型的查詢服務(wù)請(qǐng)求，此查詢請(qǐng)求內(nèi)容 包含用戶的隱私要求，經(jīng)過加密認(rèn)證后，此用戶將個(gè)人信息文件發(fā)送給可信匿名服務(wù)器； 3) 匿名服務(wù)器認(rèn)證通過后，根據(jù)用戶的隱私要求和相似性地圖進(jìn)行匿名處理，以滿足 要求的匿名區(qū)域向LBS提供商發(fā)送查詢請(qǐng)求； 4. LBS提供商檢索匿名區(qū)域內(nèi)各塊的top-k個(gè)興趣點(diǎn)，將各塊top-k個(gè)興趣點(diǎn)的并集作 為查詢結(jié)果候選集返回給匿名服務(wù)器； 5) 匿名服務(wù)器接收到候選集后根據(jù)用戶的準(zhǔn)確位置坐標(biāo)，挑選出真實(shí)結(jié)果返回給用 戶。此方法可以使用戶獲得準(zhǔn)確度為100%的服務(wù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于k-匿名與服務(wù)相似性相結(jié)合的位置隱私保護(hù)方法， 其特征在于所述匿名處理，若不滿足用戶隱私要求，則降低服務(wù)相似度擴(kuò)大區(qū)域面積，直到 得到滿足要求的匿名區(qū)域A，匿名成功后以隱私文件F' = <Uid'，A，Q>向LBS提供商發(fā)送查 詢請(qǐng)求，Uid' ：表示匿名化之后的用戶身份信息，此過程為匿名處理過程。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于k-匿名與服務(wù)相似性相結(jié)合的位置隱私保護(hù)方法， 其特征在于所述的查詢處理在LBS提供商端完成，LBS提供商在收到匿名區(qū)域和查詢內(nèi)容 之后，搜索匿名區(qū)域包含的區(qū)域塊內(nèi)top-k個(gè)興趣點(diǎn)，將各塊搜索結(jié)果的并集作為候選集 返回給匿名服務(wù)器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于位置k-匿名與服務(wù)相似性相結(jié)合的方法，其特征 是：過濾指將用戶不需要的信息剔除掉，留下用戶真正想要的信息，匿名服務(wù)器已知用戶的 真實(shí)位置，故收到來自LBS提供商發(fā)來的候選結(jié)果集后，挑選出真實(shí)結(jié)果返回給用戶。
【文檔編號(hào)】H04W4/02GK104092692SQ201410335738
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月15日
【發(fā)明者】葉阿勇, 李亞成, 許力 申請(qǐng)人:福建師范大學(xué)