一種避免重疊圓形攻擊的移動(dòng)用戶位置隱私的保護(hù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于位置隱私保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及的是一種對用戶通過服務(wù)器查找周圍的興趣點(diǎn)時(shí)保護(hù)其位置隱私的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]社會(huì)網(wǎng)絡(luò)是指社會(huì)個(gè)體成員之間因?yàn)榛?dòng)而形成的相對穩(wěn)定的關(guān)系體系，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，在線社會(huì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和應(yīng)用已成為我們生活中不可或缺的一部份。基于位置服務(wù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于移動(dòng)用戶，用戶可以通過服務(wù)器查詢他周圍的興趣點(diǎn)，但是用戶需要發(fā)送他們準(zhǔn)確的位置來獲得服務(wù)，這樣可能對位置隱私造成威脅。因此，如何在提供基于位置服務(wù)的同時(shí)保護(hù)用戶的位置隱私成為近年來的研究熱點(diǎn)。
[0003]R.Beresford等人提出了混合區(qū)域法，該方法使用了一個(gè)受信任的中間設(shè)備，當(dāng)用戶到達(dá)混合區(qū)域之后，中間設(shè)備給用戶分配一個(gè)假名，用戶使用這個(gè)假名來查詢服務(wù)器；L.Sweeney提出了k-匿名法，該方法搜集k個(gè)用戶的位置，并發(fā)送一個(gè)與之相符的區(qū)域給LBS(Locat1n Based Service)，該技術(shù)保證一條記錄不能與其他k_l條記錄區(qū)分開;H.Kido等人提出了 “假”位置法，當(dāng)用戶查詢LBS時(shí)，他將發(fā)送他自身的位置和其他隨機(jī)的位置給服務(wù)器來混淆真實(shí)的位置;N.Davies等人提出了信息訪問控制法，LBS通過基于規(guī)則的政策限制訪問來保存位置數(shù)據(jù)。
[0004]近年來，研究者提出了基于隱私保護(hù)的k鄰近查詢法(kNN)，移動(dòng)用戶通過服務(wù)器查詢自身周圍的k個(gè)興趣點(diǎn)(比如餐廳、賓館等)。為了保護(hù)用戶的位置隱私，位置隱藏是一個(gè)典型的方法，在收到用戶的請求之前系統(tǒng)先根據(jù)用戶的隱私需求將用戶的當(dāng)前位置隱藏為一個(gè)區(qū)域，C.-Y.Chow和M.Gruteser等人在2006年ACM GIS出版的文獻(xiàn)A peer-to-peerspatial cloaking algorithm for anonymous locat1n-based services中根據(jù)不同的隱私度量給出了兩種位置隱藏的方法，Xu，Χ.Tang等人在2007年Mobile Data Management(MDM)出片反的文南犬Supporting privacy-preserving locat1n-based mobile services(Demonstrat1n)中對各種隱形區(qū)域(如矩形、圓形)進(jìn)行了評(píng)估。位置隱藏方法被提出之后收到了廣泛的關(guān)注并成功應(yīng)用在隱私保護(hù)領(lǐng)域。然而，該方法還存在一些問題，比如持續(xù)發(fā)送隱藏區(qū)域可能使攻擊者根據(jù)隱藏區(qū)域的重疊部分提取到用戶的精確的位置;此外，用戶端需要對收到的查詢結(jié)果進(jìn)行篩選，增加了用戶端的工作量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對移動(dòng)用戶向服務(wù)器查詢周圍的興趣點(diǎn)時(shí)候，由于用戶端需要持續(xù)發(fā)送隱藏區(qū)域給服務(wù)器并且篩選查詢結(jié)果，大大增加了用戶端的工作量并且容易造成隱私泄露，從而提出了一種避免重疊圓形攻擊的移動(dòng)用戶位置隱私的保護(hù)方法，利用中間設(shè)備減少了用戶端的工作量，并對重疊區(qū)域攻擊進(jìn)行了處理，較為有效地保護(hù)了用戶的位置隱私，減少了用戶端的負(fù)擔(dān)并提高了查詢結(jié)果。
[0006]技術(shù)方案如下:
[0007]一種避免重疊圓形攻擊的移動(dòng)用戶位置隱私的保護(hù)方法，包括以下步驟:
[0008]步驟I)，移動(dòng)用戶發(fā)送查詢請求Q到中間設(shè)備，包括用戶當(dāng)前的位置1、查詢的興趣點(diǎn)的個(gè)數(shù)k以及置信水平cl ；
[0009]步驟2)，中間設(shè)備對用戶的請求Q進(jìn)行處理，主要是對用戶的位置進(jìn)行模糊化處理，將具體的位置轉(zhuǎn)化為一個(gè)圓形區(qū)域CR，并對用戶要求的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，由此形成一個(gè)新的查詢請求Q’，并將該請求發(fā)送給服務(wù)器；
[0010]步驟3)，服務(wù)器收到請求Q’后通過特定的查詢處理方法找到區(qū)域CR周圍的興趣點(diǎn)，將結(jié)果放入集合V’中，并返回給中間設(shè)備；
[0011]步驟4)，中間設(shè)備根據(jù)用戶的真實(shí)位置I對集合V’中的結(jié)果進(jìn)行篩選，找到用戶所要求的興趣點(diǎn)放入集合V中，并將集合V返回給用戶；
[0012]步驟5)，用戶得到結(jié)果V，找到自身周圍的k個(gè)鄰近的興趣點(diǎn)。
[0013]有益效果
[0014]本發(fā)明針對用戶的位置隱私保護(hù)，在用戶進(jìn)行kNN查詢時(shí)，通過增加受信任的中間設(shè)備來減少用戶端的計(jì)算時(shí)間和計(jì)算量，并通過中間設(shè)備對用戶的真實(shí)位置進(jìn)行模糊化處理，將真實(shí)位置轉(zhuǎn)化為圓形區(qū)域，并且增大用戶所要求的參數(shù)，達(dá)到保護(hù)用戶位置隱私的效果。該方法將用戶的位置轉(zhuǎn)化為圓形區(qū)域而不是矩形區(qū)域，減少了服務(wù)器的查詢時(shí)間，提高了查詢效率。改變用戶要求的查詢參數(shù)，避免了攻擊者通過圓形區(qū)域重疊的部分推斷出用戶的真實(shí)位置，減少了用戶收到攻擊的可能性。
【附圖說明】
[0015]圖1避免重疊圓形攻擊的移動(dòng)用戶位置隱私的保護(hù)方法流程圖。
[0016]圖2服務(wù)器端查詢處理算法的例子。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖附圖對實(shí)施案例技術(shù)方案的實(shí)施作進(jìn)一步的詳細(xì)描述:
[0018]本實(shí)施案例采用用戶觀看記錄收集、用戶個(gè)人社會(huì)關(guān)系分析、基于內(nèi)容匹配的節(jié)目推薦來精確提供個(gè)性化的電視節(jié)目推送。如圖1、圖2所示，本方法包含如下步驟:
[0019]步驟10，用戶將自身的位置1、所要求的置信水平Cl和需要查詢的興趣點(diǎn)的個(gè)數(shù)k發(fā)送給中間設(shè)備。
[0020]步驟20，中間設(shè)備對用戶的位置進(jìn)行模糊化處理，將真實(shí)位置I轉(zhuǎn)化為一個(gè)圓形區(qū)域CR，并對參數(shù)進(jìn)行處理，指定一個(gè)比用戶需求的執(zhí)行水平Cl和查詢結(jié)果數(shù)k更大的值Cl’和k’(將執(zhí)行水平Cl’的值設(shè)為最大值I，將查詢結(jié)果k’的值設(shè)為用戶需求值k的2倍)，然后將包含CR、Cl ’和k’的查詢請求Q’發(fā)送給服務(wù)器。
[0021]步驟30，服務(wù)器通過查詢處理算法找出請求Q’的結(jié)果，放入到集合V，中，并將集合V’返回給中間設(shè)備。通過圖2描述服務(wù)器端的查詢方法。
[0022]步驟301，當(dāng)服務(wù)器只掃描一個(gè)興趣點(diǎn)pi時(shí)，圓形區(qū)域只有一個(gè)最鄰近的興趣點(diǎn)
pl ο
[0023]步驟302，當(dāng)服務(wù)器掃描兩個(gè)興趣點(diǎn)pl和p2時(shí)，找到pl和p2的垂直平分線，這條線與圓形區(qū)域相交的左邊部分的區(qū)域α里的點(diǎn)距離pl比p2近，右邊的區(qū)域β距離p2的距離更近。因此，此時(shí)圓形區(qū)域周圍的兩個(gè)最鄰近的興趣點(diǎn)為Pl和ρ2，α區(qū)域一個(gè)最鄰近的興趣點(diǎn)為Pl，0區(qū)域的一個(gè)最鄰近的興趣點(diǎn)為ρ2。
[0024]步驟303，當(dāng)服務(wù)器掃描三個(gè)興趣點(diǎn)pl、p2和ρ3時(shí)，類似步驟302，α1和α2區(qū)域的一個(gè)最鄰近的興趣點(diǎn)為Pl，β2和β3區(qū)域的一個(gè)最鄰近的興趣點(diǎn)為ρ2，β1和α3區(qū)域的一個(gè)最鄰近的興趣點(diǎn)為口3。<13和β3區(qū)域的第二鄰近的興趣點(diǎn)為pl，al和β?區(qū)域的第二鄰近的興趣點(diǎn)為ρ2，α2和β2區(qū)域的第二鄰近的興趣點(diǎn)為ρ3。整個(gè)圓形區(qū)域的三個(gè)鄰近的興趣點(diǎn)為pl、p2和
ρ3ο
[0025]步驟40，中間設(shè)備根據(jù)用戶的真實(shí)位置I和用戶所需求的查詢結(jié)果數(shù)k對V’中的結(jié)果進(jìn)行篩選，找出集合V’中的興趣點(diǎn)和用戶的真實(shí)位置I之間的距離按照距離從小到大的順序排列，再找到前k個(gè)最小距離對應(yīng)的興趣點(diǎn)并將結(jié)果放入集合V中。
[0026]步驟50，用戶得到中間設(shè)備返回的結(jié)果V，找到查詢的興趣點(diǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種避免重疊圓形攻擊的移動(dòng)用戶位置隱私的保護(hù)方法，包括以下步驟: 步驟I)，移動(dòng)用戶發(fā)送查詢請求Q到中間設(shè)備，包括用戶當(dāng)前的位置1、查詢的興趣點(diǎn)的個(gè)數(shù)k以及置信水平cl ； 步驟2)，中間設(shè)備對用戶的請求Q進(jìn)行處理，主要是對用戶的位置進(jìn)行模糊化處理，將具體的位置轉(zhuǎn)化為一個(gè)圓形區(qū)域CR，并對用戶要求的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，由此形成一個(gè)新的查詢請求Q’，并將該請求發(fā)送給服務(wù)器； 步驟3)，服務(wù)器收到請求Q’后通過特定的查詢處理方法找到區(qū)域CR周圍的興趣點(diǎn)，將結(jié)果放入集合V ’中，并返回給中間設(shè)備； 步驟4)，中間設(shè)備根據(jù)用戶的真實(shí)位置I對集合V’中的結(jié)果進(jìn)行篩選，找到用戶所要求的興趣點(diǎn)放入集合V中，并將集合V返回給用戶； 步驟5)，用戶得到結(jié)果V，找到自身周圍的k個(gè)鄰近的興趣點(diǎn)。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種避免重疊圓形攻擊的移動(dòng)用戶位置隱私的保護(hù)方法，涉及位置隱私保護(hù)領(lǐng)域。本發(fā)明首先讓用戶發(fā)送一個(gè)請求Q(用戶當(dāng)前的位置、查詢結(jié)果數(shù)等)給中間代理設(shè)備；中間設(shè)備將用戶的真實(shí)位置轉(zhuǎn)化為一個(gè)圓形區(qū)域，并指定一個(gè)比用戶需要的置信水平和查詢結(jié)果數(shù)更大的值，然后將請求Q’發(fā)送給LBS服務(wù)器提供商；LBS采用查詢處理方法找出滿足條件的興趣點(diǎn)，將滿足條件的興趣點(diǎn)放進(jìn)集合V’，再將V’返回給中間設(shè)備；中間設(shè)備對V’進(jìn)行篩選，將選出的結(jié)果返回給用戶。本發(fā)明在用戶查詢服務(wù)器時(shí)有效地為避免了重疊圓形攻擊，能更加準(zhǔn)確地保護(hù)用戶的位置隱私，適合移動(dòng)用戶查詢周圍興趣點(diǎn)時(shí)對用戶位置進(jìn)行隱私保護(hù)。
【IPC分類】H04W12/02, H04W4/02
【公開號(hào)】CN105554743
【申請?zhí)枴緾N201510934008
【發(fā)明人】馬廷淮, 賈靜, 金子龍, 薛羽, 鐘水明, 曹杰
【申請人】南京信息工程大學(xué)
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月15日