[發明專利]一種基于熵的路網環境位置泛化方法

有效

• 申請號: 201410252465.6
• 申請日: 2014-06-09
• 公開（公告）號: CN104009997B
• 公開（公告）日: 2017-03-15
• 發明（設計）人: 倪巍偉;馬中希;陸介平
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L12/701
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明涉及的是一種位置坐標泛化方法，具體涉及的是一種路網環境基于熵的位置坐標泛化方法。

背景技術

近年來，基于位置信息的服務在計算機應用領域得到了廣泛的應用，例如GPS導航、空間信息查詢等。這類應用多數需要移動用戶配置能夠獲取用戶所在地點位置信息(2維經緯度坐標)的設備(例如GPS終端)，移動用戶通過向服務提供方發送當前位置坐標，服務提供方返回關于移動用戶位置的相關服務，例如，移動用戶將其位置坐標提交給服務器獲取距其位置最近的若干個加油站等。隨著用戶對個體隱私數據的日益關注，移動用戶不希望將自身準確位置坐標提供給服務提供方，往往采取將泛化后位置坐標提供給服務提供方，移動用戶位置坐標的泛化成為數據庫與信息安全研究的一個熱點。

結合真實公路網環境，已有的位置泛化方法多數采用將位置坐標提交給可信第三方服務器，由可信第三方服務器將位置坐標泛化為包含該坐標且滿足移動對象位置隱私安全要求的公路子網實現隱藏，以保證移動用戶位置隱私安全性。常用的(k，l)-位置隱私模型，要求將移動用戶位置坐標泛化為滿足下述條件的公路子網：(1)公路子網包含該位置；(2)公路子網中至少包含k-1個其他移動用戶；(3)公路子網中至少包含l條不同的公路。盡管(k，l)-位置隱私模型通過要求公路子網包含至少k個移動用戶，且滿足路段l多樣性要求，保證攻擊者將查詢者準定位到某條路段的概率不超過1/k和1/l。但該模型存在以下問題：模型缺少對泛化子網內移動對象關于子網內路段分布特征的約束，使得攻擊者利用所掌握部分移動對象分布信息發起攻擊成為可能。

在路網環境用戶位置泛化研究領域，位置隱私強度指攻擊者借助背景知識推測出用戶精確位置或鎖定位置位于某條道路上的難易程度。

發明內容

技術問題：本發明目的在于提供一種方便用戶描述泛化子網內移動對象關于子網內路段分布特征約束的基于熵的路網環境位置泛化方法。

技術方案：本發明的基于熵的路網環境位置泛化方法，包括以下步驟：

(1)移動用戶向可信第三方服務器輸入當前位置u、泛化子網分布熵閾值d，子網包含用戶數閾值k，子網所包含公路數閾值l，三個閾值均為正整數；

(2)可信第三方服務器在公路網G中查詢當前位置u所在公路邊e，初始化泛化子網公路邊集合S為{e}，其中{e}為當前位置u所在公路邊e構成的集合；

(3)若當前泛化子網公路邊集合S滿足包含用戶數小于用戶數閾值k，或集合S中公路邊數目小于公路數閾值l，或泛化子網分布熵D(S)小于，則轉入步驟(4)；否則，轉入步驟(6)，其中泛化子網分布熵D(S)表示泛化子網對應邊集合為S時的分布熵；

(4)可信第三方服務器在公路網G中查找當前泛化子網公路邊集合S中所有公路邊的鄰接公路邊e’，將查找到的這些鄰接公路邊e’的集合記為R；

(5)計算集合R中每條公路邊e’并入泛化子網公路邊集合S的隱私安全/查詢效率因子F(S∪e’)，選取R中隱私安全/查詢效率因子最大、且存在用戶位于其上的公路邊e’并入泛化子網公路邊集合S，得到更新的泛化子網公路邊集合S后返回步驟(3)；

(6)可信第三方服務器將公路網G中不在集合S中公路邊刪除，剩余子網作為位置u的泛化子網反饋給用戶。

本發明中，其中公路網G可采用無向圖結構表示，形如G(V_G,E_G)，其中V_G表示公路網中公路的交點集合，E_G代表公路網中所有路段的集合。

本發明方法優選方案的步驟(3)中，泛化子網分布熵其中p(e)為公路邊e的用戶分布概率，公路邊e∈S，N(e)為位于公路邊e上的用戶數目。

本發明方法的另一個優選方案中，步驟(5)中的隱私安全/查詢效率因子其中D(S∪e’)表示泛化子網對應邊集合為S∪e’時的分布熵，|S∪e’|為泛化子網公路邊集合S∪e’中公路邊數目。

有益效果：本發明針對路網環境用戶位置泛化應用，實現可信第三方服務器參與的將用戶位置泛化為公路子網。本發明與現有技術相比，具有以下優點：

本發明支持用戶對泛化后公路子網內移動對象關于子網內路段分布特征添加約束，防止攻擊者利用所掌握部分移動對象分布信息發起攻擊情況發生，提高用戶位置隱私保護安全性。