[發明專利]一種基于混合區的車聯網位置隱私保護方法

有效

• 申請號: 201810239387.4
• 申請日: 2018-03-22
• 公開（公告）號: CN108616813B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 姚念民;侯磊
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: H04W4/029
• 分類號: H04W4/029;H04W4/40;H04L29/08
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 李曉亮;潘迅

本發明屬于計算機應用領域，提供一種基于混合區的車聯網位置隱私保護方法，在混合區的外圍設置一個隨機靜默區，車輛在隨機靜默區內按照靜默策略隨機的改變通信狀態，同時，還可配合協同靜默策略進一步增強位置隱私。本發明利用現有車輛跟蹤方法的局限性來提高車輛的隱私保護效果：一方面以增加靜默位置隨機性的方法，增加攻擊者依據時間預測的方法對車輛實施跟蹤的難度；另一方面借助車輛間的相互配合，車輛可以選擇在合適的條件下自動觸發協同靜默行為，增加利用軌跡跟蹤技術實施跟蹤的難度，從而有效保護車輛的位置隱私。

技術領域

本發明屬于計算機應用領域，涉及一種基于混合區的車聯網位置隱私保護方法。

背景技術

在車聯網安全隱私領域，車輛位置隱私保護技術是一項基礎而又重要的技術。近年來，保護車輛位置隱私的混合區(混合區，如附圖1中的灰色圓形區域)技術受到了廣泛關注，該技術通過將某一特定區域(通常為一個圓形區域)設置為無線電靜默區域，所有駛入該區域的車輛均停止廣播含有位置隱私的消息(或稱信標，beacons，是車聯網中的車輛定時廣播的消息，其中包含車輛的假名、位置、速度、行駛方向以及時間戳等信息)，從而使跟蹤者難以對穿過該區域的車輛進行持續跟蹤。由于混合區的部署會影響部分車聯網應用的性能，尤其是依賴車輛位置信息的ADAS(高級輔助駕駛系統)的防撞預警功能，因此，混合區應結合道路實際情況進行合理分布，并應盡可能地選擇隱私保護程度較高的區域進行部署。

衡量混合區的隱私保護程度，既可以用單純計算的方式，也可以用跟蹤的方式。計算的方式主要包含計算區域“K-匿名度”和“熵”這兩種方法，然而計算的方式給出的結果往往是不可靠的，更適合用于定性分析和對比。車輛跟蹤的方法可以比較直觀地通過“跟蹤成功率”來定量地衡量某個區域的隱私保護程度。目前比較常見的跟蹤技術是利用卡爾曼濾波技術的車輛軌跡跟蹤技術和專門針對混合區設計的基于時間預測的車輛跟蹤技術。

目前，隨著車輛跟蹤技術的不斷發展，利用人工神經網絡訓練的車輛跟蹤器對傳統的混合區的整體跟蹤率已經可以達到較高水平，在車聯網安全模擬器Vanet-Sim上甚至達到了高于50％的整體跟蹤率，嚴重威脅到了車輛的位置隱私。因此，設計一種更加高效的位置隱私保護方法成為目前車聯網隱私方向亟待解決的問題。

發明內容

針對現有技術存在的問題，為了增強混合區的隱私程度，本發明提供一種基于混合區的車聯網位置隱私保護方法，本發明可以應用在車聯網場景中，對車輛位置隱私實施更加有效地保護。

為了達到上述目的，本發明的技術方案為：

一種基于混合區的車聯網位置隱私保護方法，所述混合區的外圍需要設置一個隨機靜默區，包括以下步驟：

第一步，車輛從混合區外駛入隨機靜默區，在隨機靜默區內按照靜默策略隨機地進入靜默狀態。所述的隨機靜默區是與混合區同心的圓環區域，圓環區域內側與混合區的邊界重合，外圓大小根據實際的車輛隱私需要設定。

第二步，車輛由隨機靜默區駛入混合區，在混合區內保持靜默狀態。

第三步，車輛從混合區再駛入隨機靜默區，在隨機靜默區內按照靜默策略隨機地恢復通信狀態，最后車輛駛離隨機靜默區。

所述的第一步中，車輛由隨機靜默區進入混合區的狀態變化過程如圖3(a)所示：駛向混合區的車輛在駛入隨機靜默區后，按照靜默策略計算靜默條件，等待一個時間片，判斷是否符合靜默條件：首先，檢查車輛當前通信狀態：若已經是靜默狀態，則結束當前過程，并保持靜默狀態直到車輛進入混合區；若尚未靜默，則檢查是否已經滿足靜默條件：若滿足靜默條件，則車輛立即轉入靜默狀態，結束當前過程，并保持靜默狀態直到車輛進入混合區；若不滿足靜默條件，檢查車輛是否已進入混合區：若車輛已進入混合區，則立即轉入靜默狀態，結束當前過程；否則，等待下一個時間片，并重復靜默條件的判斷過程。