[發(fā)明專利]基于位置服務(wù)中無需用戶精確位置的隱私保護(hù)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410239081.0
• 申請(qǐng)日: 2014-05-30
• 公開（公告）號(hào): CN103987011B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘曉;吳雷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 石家莊鐵道大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W4/02
• 分類號(hào): H04W4/02;H04W12/02
• 代理公司: 石家莊國(guó)為知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所13120
• 代理人: 米文智

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及特別適用于特定功能的數(shù)據(jù)處理方法技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于位置服務(wù)中無需用戶精確位置的隱私保護(hù)方法。

背景技術(shù)

為保護(hù)位置隱私，Marco?Gruteser等提出了基于時(shí)空匿名的位置K-匿名模型：當(dāng)一個(gè)移動(dòng)用戶的位置無法與其他(K-1)個(gè)用戶的位置相區(qū)別時(shí)，稱此位置滿足位置K-匿名。圖1是一個(gè)位置3-匿名(K＝3)的例子，A、B、C的位置被擴(kuò)展為區(qū)域R(用戶A、B、C組成匿名集)，攻擊者無法確定他們?cè)赗中的確切位置。

為達(dá)上述目的，現(xiàn)有的大部分隱私保護(hù)方法均假設(shè)存在一個(gè)可信實(shí)體，網(wǎng)絡(luò)中的所有用戶均向該實(shí)體發(fā)送真實(shí)位置。可信實(shí)體根據(jù)接收到的真實(shí)位置為查詢請(qǐng)求用戶尋找位置鄰近的用戶并形成匿名集，匿名集的最小邊界矩形(Minimum?Boundary?Rectangle，MBR)作為匿名區(qū)域發(fā)布。這里存在一個(gè)很強(qiáng)的假設(shè)，即所有用戶均可信。但是，在實(shí)際應(yīng)用中并非如此：第一，網(wǎng)絡(luò)中不存在任何可信實(shí)體。每一個(gè)用戶都可能成為惡意用戶，向第三方提供他人真實(shí)位置或其它敏感信息。

如圖2所示，在圖1-2的例子中如果用戶A與用戶B串通，共享彼此位置。又由于匿名方法公開，攻擊者(這里即A和B)知道匿名區(qū)域是覆蓋所有用戶的最小邊界矩形，則C一定存在于圖3所示的陰影區(qū)域內(nèi)。如果該隱性區(qū)域過于小將產(chǎn)生用戶C隱私泄露的問題。第二，由于不存在任何可信實(shí)體，假設(shè)所有用戶將真實(shí)位置發(fā)送給可信實(shí)體的說法并不現(xiàn)實(shí)。同時(shí)，由于不信任感的存在，不是所有用戶愿意共享真實(shí)位置。現(xiàn)有匿名算法中為尋找鄰近用戶使用的“精確位置”正是用戶想要保護(hù)的對(duì)象。所以現(xiàn)有的利用確切位置尋找匿名集，進(jìn)而保護(hù)用戶位置隱私的方法應(yīng)用領(lǐng)域有限。亟待尋找一種在不提供確切位置的前提下為半可信用戶尋找匿名集的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于位置服務(wù)中無需用戶精確位置的隱私保護(hù)方法，所述方法根據(jù)用戶信號(hào)強(qiáng)弱判斷位置鄰近性，并且移動(dòng)用戶以“協(xié)作”的方式完成匿名區(qū)域的生成，使用戶無需提供精確位置亦可獲得滿足位置隱私需求的匿名位置，進(jìn)而獲得基于位置的服務(wù)，可防止隱私泄露的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種基于位置服務(wù)中無需用戶精確位置的隱私保護(hù)方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟A：移動(dòng)用戶用于將查詢請(qǐng)求Q＝(id',con,k*nn)發(fā)送給可信服務(wù)器，其中id’是用戶注冊(cè)時(shí)從可信服務(wù)器獲得的假名，con表示查詢內(nèi)容，k*nn是該移動(dòng)用戶的k*最近鄰列表；

步驟B：可信服務(wù)器通過接收到的所有用戶發(fā)送的k*nn信息創(chuàng)建臨近關(guān)系圖proximity?G和k*最近鄰圖G；

步驟C：可信服務(wù)器利用k*最近鄰圖G和鄰近關(guān)系圖proximity?G將所有用戶分組，根據(jù)匿名需求K為用戶尋找匿名集(CID，idlist)，其中CID表示匿名集標(biāo)識(shí)符，idlist是一個(gè)集合，由匿名集中包含的用戶組成；

步驟D：idlist中的所有用戶通過協(xié)作的方式形成滿足用戶位置隱私需求的匿名區(qū)域；

步驟E:可信服務(wù)器從idlist中找到用戶u對(duì)應(yīng)的R，將用戶u的查詢請(qǐng)求以Q＝(id',R,con)的形式發(fā)送給提供商服務(wù)器；

步驟F：提供商服務(wù)器根據(jù)所接收到的請(qǐng)求Q＝(id',R,con)進(jìn)行查詢處理，并將查詢結(jié)果的候選集返回給可信服務(wù)器；

步驟G：可信服務(wù)器根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的id與id’的匹配關(guān)系找出真實(shí)用戶，并將候選結(jié)果轉(zhuǎn)交給用戶；

步驟H：移動(dòng)用戶根據(jù)真實(shí)位置從可信服務(wù)器返回的候選結(jié)果中，選擇正確的查詢結(jié)果。

進(jìn)一步技術(shù)方案在于：步驟B中服務(wù)空間中注冊(cè)LBS服務(wù)的所有用戶組成圖proximity?G和G的頂點(diǎn)，用戶u發(fā)來的k*最近鄰列表k*nn的形式為{id’₁，id’₂，…，id’_k}，在proximity?G中，如果u與id’_i(1≤i≤k*)之間沒有邊，則在二者之間添加一條無向邊；在G中，如果u與id’i之間沒有邊，則進(jìn)一步判斷u是否在id’i的k*nn列表中，如果在，則在二者之間加一條邊。

進(jìn)一步技術(shù)方案在于：

步驟C進(jìn)一步包括：

步驟C1：計(jì)算k*最近鄰圖G的補(bǔ)圖；

步驟C2：利用Welsh-Powell著色算法將劃分為幾個(gè)相互獨(dú)立的獨(dú)立子集，這些獨(dú)立子集組成集合CP；