一種連續(xù)位置服務(wù)請(qǐng)求下基于假位置的位置隱私保護(hù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種連續(xù)位置服務(wù)請(qǐng)求下基于假位置的 位置隱私保護(hù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 基于位置的服務(wù)化ocation-basedServices,LB巧是指服務(wù)提供商為用戶(hù)提供其 當(dāng)前真實(shí)地理信息或與其當(dāng)前真實(shí)位置信息相關(guān)的查詢(xún)業(yè)務(wù)。隨著無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的迅猛發(fā) 展和移動(dòng)智能終端設(shè)備的普及，使得各類(lèi)LBS也層出不窮，如請(qǐng)求"最近的酒店"或"不斷根 據(jù)用戶(hù)當(dāng)前位置反饋實(shí)時(shí)天氣預(yù)報(bào)"等。然而，由于用戶(hù)的身份等個(gè)人隱私信息與其位置信 息具有緊密的聯(lián)系，運(yùn)就使得用戶(hù)在享受各類(lèi)便捷的LBS的同時(shí)，也面臨著個(gè)人隱私信息 泄露的威脅。在現(xiàn)有的用戶(hù)位置隱私保護(hù)方法中，基于假位置的位置隱私保護(hù)方法的優(yōu)點(diǎn) 主要體現(xiàn)在：（1)與k-匿名方法相比，假位置的生成由用戶(hù)自己完成，并不依賴(lài)第S方。（2) 與混合區(qū)方法相比，假位置生成方法具有更好的實(shí)用性?；旌蠀^(qū)方法一般僅適用與十字路 口等交通樞紐位置，而運(yùn)并不能有效滿(mǎn)足用戶(hù)的隱私保護(hù)需求。（3)與空間模糊化方法相 比，假位置生成方法可獲得精準(zhǔn)的服務(wù)請(qǐng)求結(jié)果。（4)與基于密碼學(xué)方案相比，假位置生成 方法無(wú)需保存密鑰。密碼學(xué)位置隱私方案都使用加密來(lái)保護(hù)用戶(hù)的位置，一旦密鑰泄露，將 導(dǎo)致用戶(hù)的位置隱私完全被攻擊者獲知。
[0003] 然而，現(xiàn)有的基于假位置的位置隱私保護(hù)方案的研究?jī)H考慮了用戶(hù)單次請(qǐng)求的情 形。在現(xiàn)實(shí)生活中，用戶(hù)往往會(huì)連續(xù)多次進(jìn)行LBS請(qǐng)求，且用戶(hù)的運(yùn)動(dòng)位置序列在地理上 也存在一定的關(guān)聯(lián)性。所W，當(dāng)現(xiàn)有的基于假位置的位置隱私保護(hù)方案生成的假位置序列 被攻擊者長(zhǎng)期非法獲取時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)攻擊者利用相鄰LBS請(qǐng)求構(gòu)造出的位置集合之間的關(guān) 系，識(shí)別出假軌跡，最終降低了該用戶(hù)的位置隱私保護(hù)水平。乃至還會(huì)出現(xiàn)攻擊者完全識(shí)別 出該用戶(hù)的真實(shí)位置信息，從而獲取該用戶(hù)個(gè)人隱私信息的極端情形。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種連續(xù)位置服務(wù)請(qǐng)求下基于假位置的位置隱私保護(hù)方 法，旨在解決現(xiàn)有基于假位置的隱私保護(hù)方案在用戶(hù)連續(xù)位置服務(wù)請(qǐng)求下，不能有效保護(hù) 位置隱私的問(wèn)題。
[0005] 本發(fā)明是運(yùn)樣實(shí)現(xiàn)的，一種連續(xù)位置服務(wù)請(qǐng)求下基于假位置的位置隱私保護(hù)方 法，所述連續(xù)位置服務(wù)請(qǐng)求下基于假位置的位置隱私保護(hù)方法包括連續(xù)請(qǐng)求的可達(dá)性檢查 算法和單次請(qǐng)求的位置隱私增強(qiáng)算法；
[0006] 連續(xù)請(qǐng)求的可達(dá)性檢查算法對(duì)現(xiàn)有任意某個(gè)針對(duì)單次請(qǐng)求的假位置生成方法產(chǎn) 生的候選假位置集合的每個(gè)假位置進(jìn)行時(shí)間合理性判斷和方向相似性判斷，得到能同時(shí)滿(mǎn) 足時(shí)間合理性和方向相似性需求的候選假位置集；然后每次從該候選假位置集中任意選擇 包含真實(shí)位置的k個(gè)位置進(jìn)行出入度和軌跡數(shù)量判斷；最終得到滿(mǎn)足連續(xù)請(qǐng)求可達(dá)性的連 續(xù)假位置候選組，可滿(mǎn)足用戶(hù)軌跡隱私需求；
[0007] 單次請(qǐng)求的位置隱私增強(qiáng)算法針對(duì)每一個(gè)連續(xù)假位置候選組，通過(guò)個(gè)人查詢(xún)度判 斷和分散度判斷進(jìn)行位置隱私水平的比較，選取位置隱私水平最高的候選組作為最終生成 的假位置集合。
[0008] 進(jìn)一步，所述連續(xù)位置服務(wù)請(qǐng)求下基于假位置的位置隱私保護(hù)方法還包括：
[0009] 候選假位置集合由現(xiàn)有針對(duì)單次請(qǐng)求的假位置生成方法產(chǎn)生，設(shè)定用戶(hù)的位置隱 私需求為k，對(duì)于連續(xù)LBS請(qǐng)求中的第i次請(qǐng)求對(duì)于任意LBS請(qǐng)求Qi,初始化候選項(xiàng)大小為 4k，即候選假位置集合C,'二U
[0010] 進(jìn)一步，所述連續(xù)請(qǐng)求的可達(dá)性檢查算法對(duì)連續(xù)LBS請(qǐng)求下的初始化候選假位置 集合進(jìn)行篩選，得到適用于連續(xù)LBS請(qǐng)求的連續(xù)假位置候選組，如果經(jīng)過(guò)連續(xù)可達(dá)性檢查 后未產(chǎn)生滿(mǎn)足用戶(hù)位置隱私需求的候選組，則返回到初始化候選假位置集合的生成步驟， 擴(kuò)大其候選假位置集合，重新進(jìn)行連續(xù)可達(dá)性檢查，直到存在滿(mǎn)足需求的連續(xù)假位置候選 組。
[0011] 進(jìn)一步，所述時(shí)間合理性判斷：
[0012] 用戶(hù)連續(xù)兩次請(qǐng)求分別為Qi和QW，且：
[001引 Q溝求最終生成的假位置集合為：5；. ={擊4，...，4_1，攻。/;，其中， ^ - 1)E表示用戶(hù)在Qi次請(qǐng)求時(shí)最終生成的假位置；
[0014]Qw請(qǐng)求的初始化候選假位置集合為：Cw={cf…，citi};
[0015] 通過(guò)調(diào)用地圖接口得到集合Si和集合CW中任意兩個(gè)位置間的到達(dá)時(shí)間，當(dāng)滿(mǎn)足 時(shí)間合理性判斷闊值OT時(shí)，則該位置序列形成的假軌跡滿(mǎn)足時(shí)間合理性要求。QW次請(qǐng)求 下假軌跡的時(shí)間合理性關(guān)系可用有向圖Gt= <Vt,Et>來(lái)表示其中：
[001引Vt=S1UC'W，其中G+1CCw表示集合Cw中4k個(gè)假位置經(jīng)過(guò)時(shí)間合理性判 斷后剩余的假位置集合，它滿(mǎn)足：
[0017] G+1 =護(hù)I心+1eQ+i，3c'' €& :Ar含巧.打康(4如瑞1/)}
[001引其中，曲?!€<<4。/，瑞>表示從真實(shí)位置到達(dá)所需的時(shí)間；OT是時(shí)間合 理性判斷闊值；Ar=曲??6護(hù)，戶(hù)+1)-曲ne(咬.公,/)表示集合Si和集合Cw中任意兩個(gè)位置 間的到達(dá)時(shí)間與真實(shí)位置(4。/和間的到達(dá)時(shí)間的時(shí)間差的絕對(duì)值；
[001引Et=(<ci，ci">Ic^ESi八ci"GC'wK表示滿(mǎn)足用戶(hù)指定的時(shí)間合理性判 斷闊值OT的假軌跡集合。
[0020] 進(jìn)一步，所述方向相似性判斷：
[0021] 將假軌跡與真實(shí)軌跡的方向夾角作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，只有當(dāng)方向夾角滿(mǎn)足一定闊值 曰D時(shí)，則認(rèn)為運(yùn)兩條軌跡是方向相似的；
[002引假軌跡的方向相似性關(guān)系可用有向圖Gd= <Vd,Ed>表示，其中：
[0023] V!)這V'!'，E技
[0024] Vd=SiUC"W其中萌1C巧+1表示滿(mǎn)足時(shí)間合理性判斷的假位置集合C'W 中的假位置經(jīng)過(guò)方向相似性判斷后剩余的假位置集合，其滿(mǎn)足：
[00巧]C/+1 ={('WIVcWeC;+1，€ 和波r從托〇"(< 戶(hù)'，(片1>，< 4細(xì)，C潔/ >) < ￡7。}
[002引其中，說(shuō)re(加,('4-i，(崩表示假軌跡<c\c"i>和真實(shí)軌跡 <<4。/若.法 >間的方向夾角；OD是方向相似性判斷闊值；
[0027]Ed= (<ci，ci">IciESi八ci"GC"iJ，表示滿(mǎn)足用戶(hù)指定的方向相似性判 斷闊值OD的假軌跡集合。
[002引進(jìn)一步，所述出入度與軌跡數(shù)量判斷：
[0029] 假軌跡的出入度與軌跡數(shù)量關(guān)系可用有向圖Gw=<Vw，Ew>表示，其中：
[0030]Fv=S-U巧1。壞+1表示同時(shí)滿(mǎn)足時(shí)間合理性判斷和方向相似性判斷的假位置集 合C"W中的假位置經(jīng)過(guò)出入度與軌跡數(shù)量判斷后的連續(xù)假位置集合候選組，它滿(mǎn)足：
[0031] 得二嶺，聲，…，瑣，城二{{皆1，《1，...，省，端}悼|e瑞
[0032] ,(掉1，爭(zhēng)，…，雀:，說(shuō)如W-正)八(呵"({奪1，聲，...，省，說(shuō)/})如樹(shù)-W)
[003引八(Ave"ut(Si)《00ut_e)八(Var"ut(Si)《00ut_n)}
[0034]其中，C=悼I，(f，...，端，<eV品表示m個(gè)假位置候選組，每個(gè)候選組含有 k-1個(gè)假位畳；時(shí)，，皆，…，增，為,W和府/；，(轉(zhuǎn)1，皆，.''，《，端O分別表示集合 <；：!，攻;!,}的入度平均值和入度方差，Ave^t(Si)和Var。。, (Si)分別表示上次請(qǐng)求 的最終假位置集合Si的出度平均值和出度方差；（0we,O 表示入度的平均值和方差判 斷闊值，（O。。^，表示出度的平均值和方差判斷闊值，通過(guò)集合的出入度平均值判斷 闊值和方差判斷闊值來(lái)衡量集合中每個(gè)假位置與真實(shí)位置的出入度相似性；
[00對(duì) ％ = >k'.ES,'AC[+1e皆背，端/}€瑞}表示滿(mǎn)足用戶(hù)指定 的出入度平均值判斷闊值和出入度方差判斷闊值的假軌跡集合。
[0036] 進(jìn)一步，所述單次請(qǐng)求的位置隱私增強(qiáng)算法對(duì)每一個(gè)連續(xù)假位置候選組再進(jìn)行單 次請(qǐng)求的位置隱私增強(qiáng)，選擇隱私水平最高的一組作為最終的假位置集。
[0037] 本發(fā)明提供的連續(xù)位置服務(wù)請(qǐng)求下基于假位置的位置隱私保護(hù)方法，針對(duì)現(xiàn)有基 于假位置隱私保護(hù)方法只適用于用戶(hù)單次LBS請(qǐng)求，考慮了連續(xù)位置服務(wù)請(qǐng)求下相鄰請(qǐng)求 的假位置集合間的連續(xù)可達(dá)性，并對(duì)所生成的假位置集合進(jìn)行單次請(qǐng)求隱私增強(qiáng)處理，針 對(duì)現(xiàn)有位置隱私保護(hù)方案提出一種通用的，且適用于用戶(hù)連續(xù)請(qǐng)求情形下的基于假位置的 位置隱私保護(hù)方法。實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果表明，本發(fā)明所提出的基于假位置的位置隱私保護(hù)方法 不僅能滿(mǎn)足用戶(hù)的單次請(qǐng)求的位置隱私需求，而且能滿(mǎn)足用戶(hù)連續(xù)位置請(qǐng)求下的軌跡隱私 保護(hù)需求，并且具有較好的實(shí)用性。
【附圖說(shuō)明】
[0038]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的連續(xù)LBS請(qǐng)求下基于假位置的位置隱私保護(hù)框架示意 圖。
[0039]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的連續(xù)請(qǐng)求的可達(dá)性檢查框架示意圖。
[0040] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的單次請(qǐng)求的位置隱私增強(qiáng)流程圖。
[0041] 圖4是本