[發明專利]一種位置信息共享系統及共享方法

有效

• 申請號: 201410520047.0
• 申請日: 2014-09-30
• 公開（公告）號: CN104283953B
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 安常青;王繼龍;姜彩萍;李子木
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04W4/02;G06F17/30
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司11245
• 代理人: 徐寧,孫楠

1.一種位置信息共享系統，其特征在于：它包括位置信息庫、互聯節點和位置應用，所述位置信息庫存儲位置終端和用戶的位置信息，這些位置通過互聯節點構成位置信息互聯網，所述位置應用利用位置信息互聯網中的位置信息為用戶提供服務；所述互聯節點的頂層是根互聯節點，根互聯節點為每個所述位置信息庫、每個所述互聯節點和位置應用頒發數字證書，用于數據交換時的認證和加密；

所述互聯節點包括ID管理模塊、注冊管理模塊、交易市場模塊、數據共享模塊和計費管理模塊；所述ID管理模塊為注冊的所述位置信息庫、互聯節點和位置應用分配標識ID或ID段；所述注冊管理模塊負責所述位置信息庫、互聯節點和位置應用的注冊工作；位置數據所有者通過所述交易市場模塊對位置信息的使用進行授權，并指定計費模式；所述數據共享模塊實現位置信息請求的路由、交換和安全管理，并接收來自位置應用的數據請求，實現數據請求的路由和數據交換；所述計費管理模塊記錄位置數據的交換過程，并對位置數據的使用進行計費。

2.一種采用如權利要求1所述共享系統的位置信息共享方法，其包括以下步驟：

1)ID管理模塊進行ID管理的步驟，其具體包括：

用戶向位置信息庫提出ID分配申請，位置信息庫為用戶分配一個以ID/掩碼表示的ID域；位置信息庫向與其直連的互聯節點提出ID分配申請，直連的互聯節點為位置信息庫分配一個以ID/掩碼表示的ID域；下級互聯節點向上級互聯節點提出ID分配申請，上級互聯節點為下級互聯節點分配一個以ID/掩碼表示的ID域；位置應用向與其直連的互聯節點提出ID分配申請，直連的互聯節點為位置應用分配一個ID；

2)注冊管理模塊對互聯節點、位置應用和位置信息庫進行注冊管理的步驟，其包括：下級互聯節點、位置應用和位置信息庫均向與之直連的互聯節點注冊，并獲得分配ID、數字證書信息；

3)交易市場模塊完成位置信息的使用授權，保障隱私信息和避免越權訪問的步驟，其具體包括：

(1)授權者首先登錄到根互聯節點的交易市場模塊的界面，并輸入ID信息；

(2)根互聯節點或中間互聯節點重定向登錄請求到中間互聯節點或直聯互聯節點，其具體包括：

①檢查目標ID是否在位置信息庫信息表中，如果在，說明該互聯節點即為目標ID的直聯互聯節點，進入步驟(3)；否則進入步驟②；

②查詢目標ID是否在快速路由緩存表中，如果在，則快速路由緩存表中的目的互聯節點即為ID的直聯互聯節點，將登錄請求重定向到目的互聯節點，回到步驟①；否則進入步驟③；其中，快速路由緩存表中記錄的內容包括ID、掩碼、目的互聯節點ID、目的互聯節點IP和有效期；

③檢查目標ID是否在下級互聯節點信息表中，如果在，將登錄請求重定向到下級互聯節點，回到步驟①；否則進入步驟④；其中，下級互聯節點信息表中記錄的內容包括名稱、IP地址、ID、掩碼和描述；

④說明該ID為未分配ID，將錯誤信息不存在該ID反饋給用戶，結束；

(3)直聯互聯節點對授權者的登錄進行認證，個人用戶的登錄請求被重定向到目標ID所在的位置信息庫，并在該位置信息庫認證成功后登錄；

(4)授權者通過互聯節點的交易市場模塊向直連互聯節點發出授權請求，并選擇計費使用的計費策略；

(5)直連互聯節點檢查授權的ID范圍，如果合法，則將該授權信息記錄在互聯節點的權限表中并將成功信息反饋給授權者；如果不合法，直連互聯節點將失敗信息反饋給授權者；

4)數據共享模塊實現數據共享，位置信息庫、互聯節點和位置應用都被分配一個由根互聯節點頒發的數字證書,參與數據交換的位置信息庫、互聯節點和位置應用之間通過公開密鑰密碼體制建立安全關聯，對傳遞的信息進行加密或者簽名，數據請求和返回的數據通過XML格式進行封裝，從位置應用發出請求到位置信息返回到位置應用，其具體包括：

(1)位置應用構造關于目標ID域的位置信息請求報文，并對請求報文進行數字簽名后發送到直連互聯節點，即源互聯節點；

(2)源互聯節點位置請求接收及路由進程接收位置應用請求信息并處理，其具體包括以下步驟：

①檢查數字簽名，如果錯誤，返回錯誤信息簽名錯誤，結束；否則進入步驟②；

②檢查目標ID域與位置信息庫信息表中ID域的交集，其中，目標ID域用集合A表示，目標ID域與位置信息庫信息表中ID域的交集用集合B表示，令C＝A-B；對集合B和集合C是否為空進行判斷，并行執行步驟③和步驟④；

③如果集合B不為空，對于集合B中的ID域，說明其位置信息保存在直聯下級位置信息庫中，本互聯節點即為該段ID的目的互聯節點，發送信息請求給目的互聯節點位置信息獲取進程，然后結束步驟③；否則，直接結束步驟③；

④如果集合C不為空，對于集合C中目標ID域，查詢目標ID域與快速路由緩存表的交集D，令E＝C-D，對集合D和集合E是否為空進行判斷，并行執行步驟⑤和步驟⑥；

⑤如果D不為空，對于D中的ID域，將快速路由緩存表中對應的目的互聯節點標記為下一跳互聯節點，調用源互聯節點轉發子程序，然后結束步驟⑤；否則直接結束步驟⑤；

⑥如果E不為空，檢查E中目標ID域與本互聯節點管理ID域的交集F,令G＝E-F；對集合G和集合F是否為空進行判斷，并行執行步驟⑦和步驟⑧；

⑦如果G不為空，對于G中的ID,將上級互聯節點標記為下一跳互聯節點，調用源互聯節點轉發子程序，然后結束步驟⑦；否則直接結束步驟⑦；

⑧如果F不為空，對于F中的ID域，檢查目標ID域與下級互聯節點信息表的交集，記為H，令I＝F-H；對集合H和集合I是否為空進行判斷，并行執行步驟⑨和步驟⑩；

⑨如果H不為空，對于H中的ID域，將對應的下級互聯節點標記為下一跳互聯節點，調用源互聯節點轉發子程序，然后結束步驟⑨；否則直接結束步驟⑨；

⑩如果I不為空，對于I中的ID域，說明該ID無路由路徑，發送錯誤信息沒有該ID的位置信息到本節點的源互聯節點位置信息匯總進程；

(3)中間互聯節點位置信息處理及路由進程接收來自其他互聯節點的位置信息請求并處理，其具體包括以下步驟：

①檢查數字簽名，如果錯誤，返回錯誤信息簽名錯誤，結束；否則進入步驟②；

②檢查目標ID域與位置信息庫信息表中ID域的交集，其中，目標ID域用集合A表示，目標ID域與位置信息庫信息表中ID域的交集用集合B表示，令C＝A-B；對集合B和集合C是否為空進行判斷，并行執行步驟③和步驟④；

③如果集合B不為空，對于集合B中的ID域，說明其位置信息保存在直聯下級位置信息庫中，本互聯節點即為該段ID的目的互聯節點，發送信息請求給目的互聯節點位置信息獲取進程，然后結束步驟③；否則，直接結束步驟③；

④如果集合C不為空，對于集合C中目標ID域，查詢目標ID域與快速路由緩存表的交集D，令E＝C-D，對集合D和集合E是否為空進行判斷，并行執行步驟⑤和步驟⑥；

⑤如果D不為空，對于D中的ID域，將快速路由緩存表中對應的目的互聯節點標記為下一跳互聯節點，調用中間互聯節點轉發子程序，然后結束步驟⑤；否則直接結束步驟⑤；

⑥如果E不為空，檢查E中目標ID域與本互聯節點管理ID域的交集F,令G＝E-F；對集合G和集合F是否為空進行判斷，并行執行步驟⑦和步驟⑧；

⑦如果G不為空，對于G中的ID,將上級互聯節點標記為下一跳互聯節點，調用中間互聯節點轉發子程序，然后結束步驟⑦；否則直接結束步驟⑦；

⑧如果F不為空，對于F中的ID域，檢查目標ID域與下級互聯節點信息表的交集，記為H，令I＝F-H；對集合H和集合I是否為空進行判斷，并行執行步驟⑨和步驟⑩；

⑨如果H不為空，對于H中的ID域，將對應的下級互聯節點標記為下一跳互聯節點，調用中間互聯節點轉發子程序，然后結束步驟⑨；否則直接結束步驟⑨；

⑩如果I不為空，對于I中的ID域，說明該ID無路由路徑，發送錯誤信息沒有該ID的位置信息到源互聯節點的位置信息匯總進程；

(4)目的互聯節點位置信息獲取進程向直聯位置信息庫請求位置信息，并反饋給源互聯節點，其具體包括以下步驟：

①目的互聯節點查詢目標ID域的授權表，檢查位置信息請求是否符合授權表中的授權表項，對于符合授權的ID域，進入步驟②；否則對報文簽名并發送請求未授權信息給源互聯節點，結束路由；

②目的互聯節點通過安全關聯向目的位置信息庫發出位置信息請求，對報文簽名；

③目的位置信息庫通過安全關聯返回數據，對報文加密簽名；

④目的互聯節點對數據解密后，重新通過與源互聯節點的安全關聯對數據進行加密簽名，然后將數據發送到源互聯節點；

(5)源互聯節點位置信息匯總進程接收返回的位置信息，以及本節點作為目的互聯節點獲取的信息，并匯總后反饋給位置應用，其具體包括以下步驟：

①驗證返回報文的簽名信息，如果錯誤丟棄，否則進入步驟②；

②對返回數據解密，對來自多個目的互聯節點的數據進行整合，包括對正確返回的ID信息段匯總，對返回錯誤、不可達的ID段進行匯總；

③重新通過與位置應用的安全關聯對數據進行加密簽名，并發送到位置應用；

④對返回信息中的目標ID，判斷自己是否是目的互聯節點，如果是，則直接結束；如果不是，且快速路由緩存表中不存在該目標ID的路由項，則將該ID的路由信息加入快速路由緩存表，結束；

5)計費管理模塊實現計費管理的步驟，其具體包括：

數據的所有者和使用者就數據的授權使用模式及商務費用進行協商，并通過交易市場模塊完成授權和計費模式的選擇；每個互聯節點負責記錄本節點直聯位置信息庫提供的服務，將這些服務記錄結合計費策略計算后進行實時計費，形成數據使用者的計費賬單。