[發明專利]面向道路網絡連續查詢攻擊的用戶隱私保護方法

有效

• 申請號: 201811636708.0
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109711197B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 沈航;白光偉;周凌宇;王仲暉;王天荊;陳林;牛曉磊
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: G06F21/62
• 分類號: G06F21/62
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵

1.一種面向道路網絡連續查詢攻擊的用戶隱私保護方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟(1)、將實際地圖轉換為抽象的帶權有向圖模型，引入位置熵作為隱私度量標準；

步驟(2)、結合道路網絡對用戶行動的約束特點和最大移動速度攻擊思想，提出路段擴張攻擊算法MSARN；

步驟(3)：以步驟(2)提出的路段擴張攻擊算法為防御目標，設計用戶位置隱私保護算法CORE，使用戶位于匿名路段集合中每一條路的概率盡量相等，實現對用戶的隱私保護；

其中，在步驟(1)將實際地圖轉換為抽象的帶權有向圖模型，引入位置熵作為隱私度量標準，具體是：

將路段間距離定義為路段中心點之間的距離d，則攻擊行為的期望距離誤差為：

其中S_(i)為路段s_i產生的匿名集合，是指用戶某一時刻處在路段s_i，而攻擊者分析出用戶在路段的概率，距離s_i越遠，攻擊效果越差，借助位置熵來衡量攻擊的不確定性，其中位置熵ε定義為：

ε值越大表明攻擊者對于猜測結果越不確定，也間接反映出隱私保護效果的優劣；

步驟(2)所述路段擴張攻擊算法的步驟具體如下：

201、初始化當前時刻的用戶查詢，用戶在t時刻采用任意路段擴張算法，得到自身的匿名集S_t；

202、遍歷查詢列表，并調用一步攻擊函數F(S)逐步推斷用戶位置，其中根據S_t初步判斷出t+1時刻，用戶可能的位置范圍為F(S_t)；若t+1時用戶再一次透露出匿名集S_t+1，那么縮小用戶范圍至F(S_t)∩S_t+1，記為S'_t+1；將t+1時刻的攻擊結果加入到輸出隊列中；在t+2時刻，攻擊者不再使用S_t+1作為當前匿名集，而換成S'_t+1以獲得更準確的攻擊效果；

步驟(3)所述設計用戶位置隱私保護算法CORE，是在t+1時刻從集合F(S_t)中選取合適的擴張路段組成匿名集Q，具體如下：

定義隨機變量y_i∈{0,1}，若y_i＝1，則將路段s_i選取到匿名集中，即

若給定最遠擴張距離d_max和平均距離誤差的下限值結合公式(2)，將用戶的最佳隱私保護策略規劃為：

上述策略的目標是計算出最佳匿名集Q，其中Q為上一步攻擊后用戶位置范圍F(S_t)的非空子集；公式(8a)對所有可能的匿名集計算位置熵ε，并試圖找出滿足限制條件約束的最大熵，以降低攻擊準確度；公式(8b)和(8c)分別要求該匿名集滿足l差異性和k匿名，其中函數N()用于計算路段包含的用戶數量；公式(8d)中的表示用戶所能承受的最小平均攻擊距離誤差；公式(8e)指出了最大擴張距離d_max，反映了結果集處理的成本約束；s_i、s_u分別代表攻擊路段位置、用戶實際所處路段位置；

滿足以上條件，最終求出的Q便是t+1時刻最佳的匿名集。