[發明專利]一種人員密度制導的自適應k匿名柵格化方法

有效

• 申請號: 201711321144.7
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN107995205B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 桂小林;鄭怡清;戴慧珺;楊廣知;冀亞麗;方毓楚
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L29/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 田洲

本發明公開一種人員密度制導的自適應k匿名柵格化方法，首先根據待柵格化區域的位置數據點的數量、區域的面積和匿名系數K對待柵格化區域進行單元劃分和轉換；然后對劃分單元區域位置點數量的粒度級別進行劃分；最后根據待匿名用戶位置點所在的單元區域的粒度級別和其周邊區域的粒度級別進行自適應k匿名柵格化。本發明對待柵格化區域的人口密度特征進行預分析并將該區域劃分為多個小單元，通過劃分后的不同密度的單元區域的結合與拆分動態形成匿名區，實現了人員密度制導的自適應k匿名柵格化算法以適應不同密度場景的位置隱私保護。本發明通過地理中點進行位置置換實現位置匿名，在位置隱私程度不變的情況下能夠提高匿名的服務質量。

技術領域

本發明涉及信息安全領域，特別涉及一種位置服務中的支持位置隱私的k匿名柵格化方法。

背景技術

基于位置的服務已經成為了最受人們青睞的移動服務之一，移動用戶在使用智能終端享受各種位置服務過程中，服務提供商的位置服務器上留下了大量的用戶位置信息，而且附著在這些位置信息上的上下文信息能夠暴露用戶的生活習慣、興趣愛好、日常活動、社會關系和身體狀況等個人敏感信息。當這些信息不斷增加且泄露給不可信第三方(如服務提供商)時，將會打開濫用個人隱私數據的大門。而個人對位置隱私的擔憂勢必會阻礙移動互聯網位置服務產業的健康發展。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服務，是移動互聯網環境下位置隱私保護技術必須解決的科學問題。

國內外學者在基于位置的服務中的位置隱私保護方面已進行了許多有益的研究，大多的位置隱私保護方案都是基于K匿名模型。包括：Bamba等提出了PrivacyGrid方法，將空間劃分成網格，并使用網格進行K匿名，提高了用戶的隱私保護程度。Deutsch等針對部分K匿名方法僅能防御沒有匿名政策背景知識的攻擊者，提出了政策感知K匿名方法，可以抵御更多現實中知道匿名框生成策略的惡意攻擊者。Pan等針對連續查詢中位置相關性攻擊，提出了增量ICliqueCloak方法。Wang等提出了位置感知位置隱私保護問題，實現了連續查詢中的隱私多樣、動態性問題。Ghinita等人利用k匿名的思想，通過用空間匿名區域的位置代替用戶精確位置達到隱私保護的目的。但是，現有位置數據發布中的k匿名隱私保護方法中的k值敏感度很低，無法根據不同場景下的位置數據進行自適應的k匿名柵格化處理，需要提出新的方法來保證較高隱私程度和服務質量的同時提升k匿名隱私保護方法的自適應性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種人員密度制導的自適應k匿名柵格化方法，以解決上述技術問題。本發明，首先根據待柵格化區域的位置數據點的數量、區域的面積和匿名系數K對待柵格化區域進行單元劃分和轉換；然后對劃分單元區域位置點數量的粒度級別進行劃分；最后根據待匿名用戶位置點所在的單元區域的粒度級別和其周邊區域的粒度級別進行自適應k匿名柵格化。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種人員密度制導的柵格化k匿名方法，包括以下步驟：

A.基于人員密度進行柵格化：根據目標區域中位置點數量多少、目標區域面積大小和匿名系數K的大小，計算得出目標區域的柵格大小，并以此將目標區域柵格化；

B.計算目標區域人員密度分布：根據柵格中位置點的數量多少和匿名系數K的大小，計算得到每個柵格的粒度級別，并將目標區域所有柵格的粒度級別形式化為粒度矩陣；

C.人員密度制導的k匿名：根據柵格的粒度級別，對每一個柵格進行合并、拆分自適應處理后形成匿名區域，對匿名區域中的位置點進行k匿名。

進一步的，步驟A具體包括以下步驟：

采集待柵格化的區域包含的個位置數據點N_count和區域的總體面積S_area，對于給定的k匿名模型中的輸入參數K值，通過下式計算得到該區域的劃分粒度ρ：