[發(fā)明專利]移動邊緣環(huán)境下基于隱私保護的Web服務(wù)QoS預(yù)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811091441.1
• 申請日: 2018-09-19
• 公開（公告）號: CN109257217B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張鵬程;金惠穎;王繼民;賈旸旸;趙齊
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L12/26;H04L29/08
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李玉平

本發(fā)明公開了一種移動邊緣環(huán)境下基于隱私保護的Web服務(wù)QoS預(yù)測方法收集用戶信息和Web服務(wù)的QoS屬性數(shù)據(jù)，對其進行數(shù)據(jù)預(yù)處理后得到符合邊緣環(huán)境特性的數(shù)據(jù)集，并結(jié)合差分隱私實現(xiàn)邊緣環(huán)境下保護隱私的QoS預(yù)測方法。在進行數(shù)據(jù)預(yù)處理時，根據(jù)用戶的緯度和經(jīng)度將其分為位于同一邊緣服務(wù)器中、同一邊緣區(qū)域和不同邊緣區(qū)域內(nèi)；對劃分后的邊緣服務(wù)器中的服務(wù)進行處理，刪除無屬性值和位于同一邊緣端屬性值卻相差很大的服務(wù)，得到近似邊緣環(huán)境下的服務(wù)集；在預(yù)測過程中，為保護用戶隱私，對原始數(shù)據(jù)集加入拉普拉斯噪聲，得到偽裝后的數(shù)據(jù)集，并將其作為歷史數(shù)據(jù)進行預(yù)測。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種Web服務(wù)QoS預(yù)測方法，尤其涉及移動邊緣環(huán)境下保護用戶隱私的Web服務(wù)QoS預(yù)測方法，屬于信息技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來，隨著因特網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，出現(xiàn)了眾多具有相同或相近功能的Web服務(wù)。常見Web服務(wù)的QoS屬性包括：響應(yīng)時間、吞吐量及代價等。在真實環(huán)境中，QoS數(shù)據(jù)往往存在部分缺失的情況，這使得根據(jù)已知的QoS數(shù)據(jù)預(yù)測出缺失的QoS成為服務(wù)推薦過程中的重要問題，在選擇服務(wù)的過程中Web服務(wù)的服務(wù)質(zhì)量(QoS)屬性成為關(guān)注的重點。此外，如今移動邊緣計算是一項新興技術(shù)，又由于其具有響應(yīng)時間短、處理速度快的特點，因此，在服務(wù)推薦系統(tǒng)中，通過部署邊緣服務(wù)器來為移動設(shè)備或移動用戶提供可靠性服務(wù)成為當(dāng)下在新環(huán)境中預(yù)測服務(wù)質(zhì)量的新話題，服務(wù)質(zhì)量(QoS)成為關(guān)鍵因素。

現(xiàn)有的預(yù)測方法主要針對一般環(huán)境下的Web服務(wù)，主要有基于信任感知的QoS預(yù)測方法、基于時態(tài)感知的Web服務(wù)QoS預(yù)測方法、基于上下文感知的矩陣因子分解QoS預(yù)測方法和基于隱私保護的QoS預(yù)測方法。其中基于隱私保護的預(yù)測方法主要考慮原始數(shù)據(jù)的保密性，選擇加入拉普拉斯機制或基于位置敏感哈希函數(shù)進行預(yù)測，如Liu等考慮用戶的隱私性，對原始數(shù)據(jù)集加入拉普拉斯噪聲進行數(shù)據(jù)偽裝，利用協(xié)同過濾法進行預(yù)測；Qi等使用局部敏感哈希的隱私保護服務(wù)推薦方法在服務(wù)準確性、隱私保護和高效性間獲取高效的權(quán)衡；Zhang等采用一種基于分布式計算系統(tǒng)的可擴展大數(shù)據(jù)多維匿名化方法。但現(xiàn)有方法無法預(yù)測移動邊緣環(huán)境下時效性短、變化快的數(shù)據(jù)。此外，Wang等提出一種移動邊緣環(huán)境下基于協(xié)同過濾的服務(wù)推薦QoS預(yù)測方法，但此方法直接將用戶的數(shù)據(jù)集作為歷史數(shù)據(jù)進行預(yù)測，未考慮用戶的隱私性。

隨著技術(shù)的發(fā)展，在越來越多的預(yù)測方法中用戶的服務(wù)信息被大量獲取，隱私保護成為預(yù)測過程中用戶的一大需求。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：考慮移動邊緣環(huán)境下數(shù)據(jù)時效性短、變化快的特性以及隱私保護的用戶需求。本發(fā)明提供一種移動邊緣環(huán)境下基于隱私保護的Web服務(wù)QoS預(yù)測方法，數(shù)據(jù)的雜亂性和不穩(wěn)定性都會影響QoS值預(yù)測，因此按照一般數(shù)據(jù)集中的用戶地理位置信息對服務(wù)屬性值進行預(yù)處理，得到滿足邊緣端特性的數(shù)據(jù)。在用戶具有移動性和活躍性特征的邊緣環(huán)境下，對用戶原始數(shù)據(jù)進行保護，在達到快速預(yù)測的同時，有效的保護了用戶隱私。

技術(shù)方案：一種移動邊緣環(huán)境下基于隱私保護的Web服務(wù)QoS預(yù)測方法，包括如下步驟：

步驟1：收集用戶信息和用戶調(diào)用Web服務(wù)的QoS屬性數(shù)據(jù)；

步驟2：對用戶信息中的地理位置進行預(yù)處理構(gòu)建邊緣端環(huán)境；

步驟3：從預(yù)處理后的數(shù)據(jù)中篩選具有移動邊緣環(huán)境特性的邊緣服務(wù)數(shù)據(jù)集；

步驟4：設(shè)置隱私參數(shù)，對原始QoS數(shù)據(jù)集加入拉普拉斯噪聲；

步驟5：以預(yù)測用戶所在邊緣服務(wù)器為中心，不斷增大距離尋找相似用戶；

步驟6：由步驟5預(yù)測值的MAE和RMSE隨距離變化情況的最小誤差得最佳距離，在此距離內(nèi)進行Top-k相似用戶推薦，實現(xiàn)邊緣環(huán)境下保護用戶隱私的QoS屬性值預(yù)測。