[發(fā)明專利]一種基于P2P結(jié)構(gòu)下的位置隱私保護(hù)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710507834.5
• 申請(qǐng)日: 2017-06-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107204988B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐紅云;張勇;鄭耀輝;田凱;徐成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L29/06
• 分類號(hào): H04L29/06;H04L29/08
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 羅觀祥

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于P2P結(jié)構(gòu)下的位置隱私保護(hù)方法，包括步驟如下：1、用戶生成尋找協(xié)助節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求，收集愿意協(xié)助的節(jié)點(diǎn)位置信息，形成用戶節(jié)點(diǎn)集；2、用戶獲取自己的位置信息；n子區(qū)域數(shù)目與δ區(qū)域相似因子進(jìn)行多個(gè)子匿名區(qū)域的生成工作；3、生成相應(yīng)子區(qū)域中的查詢；將不同的查詢間隔隨機(jī)時(shí)間段發(fā)送給相應(yīng)的代理節(jié)點(diǎn)；4、不同的代理節(jié)點(diǎn)發(fā)送相應(yīng)的查詢信息到LBS服務(wù)器；5、LBS服務(wù)器根據(jù)不同的查詢信息，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行相應(yīng)的檢索，并發(fā)送相應(yīng)的查詢候選集結(jié)果到相應(yīng)的代理節(jié)點(diǎn)；6、從所有結(jié)果集中篩選求精獲得合適的查詢結(jié)果。具有在平均匿名區(qū)域大小、用戶分布熵值與惡意用戶合謀攻擊抵抗三個(gè)方面都具有良好表現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的基于P2P結(jié)構(gòu)下的位置隱私保護(hù)方法，為一種基于P2P結(jié)構(gòu)下，考慮通過(guò)多匿名區(qū)域的方式保護(hù)用戶位置隱私的技術(shù)；方法基于歐氏空間，保證用戶在保持原有的匿名需求的同時(shí)，對(duì)用戶節(jié)點(diǎn)集進(jìn)行多匿名區(qū)域劃分，考慮基于區(qū)域相似性以及用戶均衡性兩種策略去生成多個(gè)子匿名區(qū)域，有效地減少了查詢開(kāi)銷與通信開(kāi)銷，并且可以抵抗P2P結(jié)構(gòu)下的惡意用戶節(jié)點(diǎn)與半可信服務(wù)器的合謀攻擊，增強(qiáng)了用戶的隱私保護(hù)程度。

背景技術(shù)

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，在傳感器與移動(dòng)設(shè)備普及的今天，基于位置服務(wù)(Location-based Service,LBS)的應(yīng)用也越來(lái)越流行。目前主流的LBS應(yīng)用有興趣點(diǎn)查詢，導(dǎo)航和即時(shí)信息推送等。興趣點(diǎn)查詢一般是用戶查詢附近一些感興趣的地點(diǎn)，比如餐廳、加油站等；導(dǎo)航應(yīng)用主要是針對(duì)車主，根據(jù)用戶設(shè)置的起始點(diǎn)在地圖中做出軌跡路線或者是用戶查詢某些路段的交通情況等；而即時(shí)信息推送一般由服務(wù)提供商推送優(yōu)惠信息給用戶，比如地理圍欄應(yīng)用，可以在一定范圍內(nèi)推送折扣信息到指定用戶的設(shè)備上。

用戶在獲取這些基于位置的服務(wù)時(shí)，需要向服務(wù)提供商提供自己的精確位置信息；在這個(gè)過(guò)程中，用戶的信息可能被攻擊者竊聽(tīng)或攻擊服務(wù)器獲得，導(dǎo)致用戶的位置信息泄露，進(jìn)而推測(cè)出更多敏感信息。比如用戶查詢附近的醫(yī)院信息，攻擊者獲取到用戶位置的同時(shí)推測(cè)用戶的健康狀況，導(dǎo)致用戶的健康敏感信息暴露。因此，對(duì)于位置隱私的保護(hù)很有必要。在保護(hù)位置隱私的同時(shí)，也需要權(quán)衡服務(wù)質(zhì)量，一方面，越精確的定位技術(shù)可以讓用戶獲得越精準(zhǔn)的位置服務(wù)，但同時(shí)也意味著用戶的隱私更加容易暴露。如何平衡隱私保護(hù)與服務(wù)質(zhì)量，是位置隱私保護(hù)研究工作的重點(diǎn)。

對(duì)位置隱私保護(hù)的研究，需要從三個(gè)方面考慮，即系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、保護(hù)目標(biāo)和隱私機(jī)制。

目前，針對(duì)位置隱私保護(hù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要有三種，即獨(dú)立結(jié)構(gòu)、中心服務(wù)器結(jié)構(gòu)與分布式點(diǎn)對(duì)點(diǎn)結(jié)構(gòu)(即P2P結(jié)構(gòu))。獨(dú)立結(jié)構(gòu)是傳統(tǒng)的用戶與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器結(jié)構(gòu)，只由用戶自己完成匿名工作；中心服務(wù)器結(jié)構(gòu)在獨(dú)立結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上增加了可信中間服務(wù)器，對(duì)用戶查詢進(jìn)行匿名工作，并且與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器通信獲取候選結(jié)果集，從中篩選精準(zhǔn)的結(jié)果返回給用戶；P2P結(jié)構(gòu)則是多用戶組成的P2P網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器形成的結(jié)構(gòu)，由網(wǎng)絡(luò)中用戶節(jié)點(diǎn)協(xié)作匿名完成匿名查詢。

保護(hù)目標(biāo)一般可以分為兩種。第一種是身份信息，指用戶的身份ID、設(shè)備信息或者其他能夠唯一確認(rèn)該用戶身份的信息；第二種是空間信息，指用戶的位置信息，以及在地圖上與位置相關(guān)聯(lián)的語(yǔ)義敏感信息等。從這兩個(gè)保護(hù)目標(biāo)開(kāi)始，出現(xiàn)了許多位置隱私保護(hù)的機(jī)制。

針對(duì)身份信息，一種常用的保護(hù)方法是假元機(jī)制。用戶在提出查詢時(shí)使用假名或假位置代替自己真實(shí)信息，保護(hù)用戶隱私不被泄露。這種方法需要用戶自己去生成假名或假位置，對(duì)于用戶設(shè)備的要求較高，而且攻擊者也可能結(jié)合地圖信息推斷用戶的真實(shí)信息。另一種針對(duì)身份信息保護(hù)的方法則是混合區(qū)域機(jī)制。匿名服務(wù)器在一些區(qū)域中設(shè)立混合區(qū)域，當(dāng)用戶抵達(dá)后將不再進(jìn)行位置更新，并且進(jìn)入?yún)^(qū)域中的不同用戶進(jìn)行假名交換，在離開(kāi)時(shí)不同的用戶帶著新的假名，使攻擊者更難以推斷進(jìn)入?yún)^(qū)域前后的用戶對(duì)應(yīng)關(guān)系。