[發明專利]一種維持統計特征不變的跨路網位置匿名方法

有效

• 申請號: 201710797476.6
• 申請日: 2017-09-06
• 公開（公告）號: CN107682817B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 桂小林;冀亞麗;代兆勝;鄭怡清;方毓楚;廖東
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H04W4/021
• 分類號: H04W4/021;H04W4/029;H04W12/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 田洲

本發明公開一種維持統計特征不變的跨路網位置匿名方法，首先根據目標區內的道路分布情況，提取路網進行劃分得到路網區域；然后根據實際需要的保護范圍和路網區域質心位置，構造滿足保護要求的位置匿名候選集合；最后根據待保護路網區域與候選集合中路網區域之間的位置點數量差、質心點距離等參數的大小確定位置匿名的路網區域，通過位置交換的方式進行跨路網的位置匿名。本發明利用路網劃分路網區域，在不同路網區域之間進行位置匿名，可以避免攻擊者利用位置與屬地關系的背景知識獲取用戶隱私；本發明通過位置交換的方式進行位置匿名，能夠維持整體數據的統計特征不發生變化，不影響隱私保護后數據的可用性。

技術領域

本發明涉及信息安全領域，特別涉及一種空間位置大數據的隱私保護方法。

背景技術

隨著GPS和基站定位等技術的發展，移動運營商可以獲取大量移動用戶的空間位置信息，這些位置信息通過分析和挖掘可以為政府、企業和個人提供決策服務。但是，用戶在獲取這些服務的過程中，也面臨個人敏感信息泄露的風險。因此，如何在保護用戶隱私的同時又能為用戶提供高質量的數據分析與決策服務，是空間數據服務過程中必須解決的重要科學問題。

國內外學者在位置隱私保護方面已進行了許多有益的研究，包括：Meyerowitz等人提出了一個能夠確保位置數據在線匿名的CacheCloak系統；Zhang等人把位置區域柵格化成敏感和非敏感區域，當移動對象進入敏感區域時，將抑制或推遲發布其位置更新；黃毅等人通過用戶之間協作形成匿名組，匿名組內的用戶用該組的密度中心代替真實位置來實現k-匿名的效果；Shin等人基于多邊形和聚類的時空混合隱私保護機制，實現對用戶位置的泛化，通過概率k匿名來評估用戶的位置匿名水平。但是，現有位置隱私保護方法不能較好的滿足空間數據服務的需求，尤其針對空間位置大數據，需要提出新的方法來提高隱私保護的抗攻擊能力和隱私保護后數據的可用性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種維持統計特征不變的跨路網位置匿名方法，以解決上述技術問題。本發明，首先根據目標區內的道路分布情況，提取路網進行劃分得到路網區域；然后根據實際需要的保護范圍和路網區域質心位置，構造滿足保護要求的位置匿名候選集合；最后根據待保護路網區域與候選集合中路網區域之間的位置點數量差、質心點距離等參數的大小確定位置匿名的路網區域，通過位置交換的方式進行跨路網的位置匿名。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種維持統計特征不變的跨路網位置匿名方法，包括以下步驟：

A.提取路網對目標區進行劃分形成路網區域：根據目標區域內的道路分布情況，提取路網實現對目標區域的劃分，并獲取路網區域包含的位置點數量、路網區域質心位置特征；

B.構造滿足保護要求的位置匿名候選集合：根據實際需要的保護區范圍和路網區域質心位置，將滿足條件的路網區域組成待保護路網區域的候選集合，并計算待保護路網區域與候選集合中路網區域之間未匿名的位置點數量差、質心點距離參數；

C.維持統計特征不變的跨路網位置匿名：根據位置點數量差、質心點距離的大小，在候選集合中確定位置匿名的路網區域，通過位置交換的方式對待保護路網區域中的位置點進行跨路網的匿名。

進一步的，步驟A具體包括以下步驟：

設目標區G左下角和右上角的坐標分別為(X_MIN，Y_MIN)、(X_MAX，Y_MAX)，以此范圍在開放API上面截取目標區地圖圖片，通過顏色空間變換、腐蝕、膨脹、邊界提取、包含關系判斷操作，得到劃分后的路網區域R₁、R₂、…、R_i、…、R_M；