[發明專利]基于用戶分類的隱私保護方法有效

申請號：	201910630154.1	申請日：	2019-07-12
公開（公告）號：	CN110365677B	公開（公告）日：	2021-07-20
發明（設計）人：	牛俊;朱曉妍;馬建峰	申請（專利權）人：	西安電子科技大學
主分類號：	H04L29/06	分類號：	H04L29/06;H04L29/08
代理公司：	陜西電子工業專利中心 61205	代理人：	王品華;朱紅星
地址：	710071 陜***	國省代碼：	陜西;61
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摘要：
搜索關鍵詞：	基于用戶分類隱私保護方法
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【權利要求書】：

1.一種基于用戶分類的隱私保護方法，包括：

(1)基于若干移動用戶、匿名服務器和位置服務器構成的隱私保護框架，由手機生產廠商為每部手機安裝一個緩存裝置，用于用戶在查詢過程中對有用信息的存儲；

(2)匿名服務器統計各候選用戶參與匿名查詢次數N_PQ以及其歷史查詢覆蓋區域個數N_HQ，并根據各候選用戶參與匿名查詢次數N_PQ和歷史查詢覆蓋區域個數N_HQ，將各候選用戶分為新用戶N_User和老用戶O_User；

(3)匿名服務器計算各老用戶的靜態信譽值

3a)匿名服務器根據各老用戶的歷史查詢覆蓋區域，計算各老用戶出現在其他H-1個老用戶歷史查詢覆蓋區域中的個數PANS；

3b)匿名服務器計算每個老用戶存在于其他H-1個老用戶歷史查詢覆蓋區域中時，該老用戶與對應查詢老用戶之間參與歐式距離集合EDS^O及該老用戶的查詢覆蓋區域直徑RDS^O、各老用戶與對應查詢老用戶間歐式距離和對應查詢老用戶直徑間的比值DDSS；其實現如下：

3b1)匿名服務器計算每個老用戶存在于其他H-1個老用戶歷史查詢覆蓋區域中時，該老用戶與對應查詢老用戶之間的歐式距離，并將計算出的所有歐式距離構成參與歐式距離集合EDS^O：

其中，表示第j個老用戶與其參與的第f個老用戶之間的歐式距離集合；表示第j個老用戶與其參與的第f個老用戶第J個歷史查詢覆蓋區域的歐式距離，1≤j≤H,1≤f≤H，且j≠f；1≤J≤ξ；

3b2)匿名服務器計算每個老用戶存在于其他H-1個老用戶歷史查詢覆蓋區域中時，該老用戶的查詢覆蓋區域直徑，并將計算出的所有覆蓋區域直徑存入一個區域直徑集合RDS^O：

其中表示第j個老用戶與其參與的第f個老用戶的直徑集合；表示第j個老用戶與其參與的第f個老用戶第J個歷史查詢覆蓋區域的直徑；

3b3)匿名服務器根據計算出的參與歐式距離集合EDS^O和區域直徑集合RDS^O，計算各個老用戶與對應查詢老用戶間歐式距離和對應查詢老用戶直徑間的比值，并將計算的所有比值存入距離直徑比值集合DDSS：

其中，表示第j個老用戶與參與的第f個老用戶間歐式距離和第f個老用戶歷史查詢覆蓋區域直徑間的比值；

3c)匿名服務器統計距離直徑比值集合DDSS中的距離直徑比值屬于和三個區間的個數，即SNS＝{N¹,N²,...,N^j,...N^H}，其中表示第j個老用戶參與其他H-1個老用戶的歷史查詢覆蓋區域時，對應歐氏距離和歷史覆蓋區域直徑比值集合；

3d)匿名服務器首先設定ε₁、ε₂、ε₃和ε₄四個系統參數，然后根據計算出的參與匿名個數集合PANS和比值個數集合SNS，計算各個老用戶的靜態信譽值

其中表示第j個老用戶的靜態信譽值，ε₁＝0.4，ε₂＝0.1，ε₃＝0.2，ε₄＝0.3，W_j表示第j個老用戶參與其他H-1個老用戶歷史查詢覆蓋區域個數，表示第j個老用戶參與其他H-1個老用戶的歷史查詢覆蓋區域時，對應歐氏距離和歷史覆蓋區域直徑比值屬于的個數；表示第j個老用戶參與其他H-1個老用戶的歷史查詢覆蓋區域時，對應歐氏距離和歷史覆蓋區域直徑比值屬于的個數；表示第j個老用戶參與其他H-1個老用戶的歷史查詢覆蓋區域時，對應歐氏距離和歷史覆蓋區域直徑比值屬于的個數；H表示覆蓋區域中老用戶的個數；

(4)匿名服務器計算各新用戶的動態信譽值

4a)匿名服務器計算各個新用戶與真實查詢用戶的最大移動邊界區域及其交集當前時刻歐式距離及其距離占比最大可達邊界區域及其交集按如下步驟進行：

4a1)匿名服務器收集真實查詢用戶和各新用戶T_p時刻匿名覆蓋區域信息最大速度信息查詢時間信息T，分別表示如下：

T＝{T_p-1,T_p,T_p+1}；

其中CR_r,p＝{U_r,(x_r,p,y_r,p),Dir_r,p}表示真實查詢用戶T_p時刻匿名覆蓋區域信息；U_r表示真實查詢用戶；(x_r,p,y_r,p)表示真實查詢用戶T_p時刻位置信息；Dir_r,p表示真實查詢用戶T_p時刻運動方向信息；表示第i個新用戶T_p時刻匿名覆蓋區域信息；表示第i個新用戶；表示第i個新用戶T_p時刻位置信息；表示第i個新用戶T_p時刻運動方向信息；V_max,r,p表示真實用戶T_p時刻最大速度信息；表示第i個新用戶T_p時刻最大速度信息；T_p-1表示上一時刻查詢時間；T_p表示當前時刻查詢時間；T_p+1表示下一時刻查詢時間；1≤i≤E；

4a2)匿名服務器根據收集的真實查詢用戶和各新用戶T_p時刻匿名覆蓋區域信息最大速度信息和查詢時間信息T，分別以真實查詢用戶和各新用戶T_p時刻匿名覆蓋區域中心為圓心，以其各自最大查詢速度與時間間隔ΔT_p+1內的乘積為半徑做圓，計算各新用戶最大移動邊界、真實查詢用戶最大移動邊界區域面積、各新用戶與真實查詢用戶最大移動邊界交集以及交集區域面積,并將其存入最大移動邊界集合MMBS^N中：

其中表示第i個新用戶在T_p時刻和T_p+1時刻內，能到達的最大移動邊界；表示T_p時刻第i個新用戶和真實查詢用戶最大移動邊界交集區域；表示T_p時刻第i個新用戶和真實查詢用戶最大移動邊界交集區域面積；MMB_r,p表示真實查詢用戶在T_p時刻和T_p+1時刻內，能到達的最大移動邊界；表示T_p時刻真實查詢用戶最大移動邊界區域面積；ΔT_p+1＝T_p+1-T_p；

4a3)匿名服務器根據收集的真實查詢用戶和各新用戶T_p時刻匿名覆蓋區域信息最大速度信息和查詢時間信息T，分別以真實查詢用戶和各個新用戶T_p時刻匿名覆蓋區域中心為圓心，以其各自最大查詢速度與時間間隔ΔT_p的乘積為半徑做圓，計算各個新用戶最大可達邊界、真實查詢用戶最大可達邊界區域面積、各個新用戶與真實查詢用戶最大可達邊界交集以及交集區域面積,并將其存入最大可達邊界集合MABS^N：

其中，表示第i個新用戶在T_p時刻和T_p+1時刻內，能到達的最大可達邊界；表示T_p時刻第i個新用戶和真實查詢用戶最大可達邊界交集區域；表示T_p時刻第i個新用戶和真實查詢用戶最大可達邊界交集區域面積；MAB_r,p表示真實查詢用戶在T_p時刻和T_p+1時刻內，能到達的最大可達邊界；表示T_p時刻真實查詢用戶最大可達邊界區域面積；ΔT_p＝T_p-T_p-1；

4a4)匿名服務器根據計算的最大移動邊界集合信息MMBS^N和最大可達邊界集合信息MABS^N，計算最大移動邊界交集區域面積比值和最大可達邊界的交集區域面積比值，并用其構成交集面積比值集合IAS^N：

其中表示T_p時刻第i個新用戶和真實查詢用戶最大移動邊界交集區域面積與真實查詢用戶最大移動邊界面積間的比值；表示T_p時刻第i個新用戶和真實查詢用戶最大可達邊界交集區域面積與真實查詢用戶最大可達邊界面積間的比值；

4a5)匿名服務器根據收集的真實查詢用戶和各新用戶T_p時刻匿名覆蓋區域信息最大速度信息和查詢時間信息T，計算各新用戶與真實查詢用戶T_p時刻的歐式距離以及各歐式距離與真實查詢用戶T_p時刻覆蓋區域直徑之間的比值，并將其存入T_p時刻歐式距離及其距離占比

其中表示第i個新用戶與真實查詢用戶T_p時刻的歐氏距離；D_r,p表示真實查詢用戶T_p時刻的覆蓋區域直徑；表示第i個新用戶與真實查詢用戶T_p時刻歐式距離與直徑間的比值，且該比值的取值范圍被劃分為和兩類；

4b)匿名服務器根據上述計算的數值，先預測各個新用戶上一時刻可能的位置；再計算各個新用戶與真實查詢用戶上一時刻歐式距離及其距離占比并制定各新用戶的動態信譽值評估條件；其實現如下：

4b1)匿名服務器收集真實查詢用戶和各新用戶T_p時刻匿名覆蓋區域信息最大速度信息以及其最大可達邊界集合信息MABS^N，預測各新用戶上一時刻可能的位置，其實現如下：

首先，匿名服務器根據第i個新用戶T_p時刻的真實位置和運動方向估計其T_p-1時刻位置的大致方位；

然后，匿名服務器結合第i個新用戶T_p時刻最大速度和最大可達邊界預測第i個新用戶T_p-1時刻可能的位置，即將其最大可達邊界沿運動方向的反方向上最遠點記為第i個新用戶T_p-1時刻可能的位置

最后，匿名服務器將各個新用戶T_p-1時刻預測的可能位置存入預測位置集合PLS中：

4b2)匿名服務器計算預測位置集合PLS中各新用戶T_p-1時刻預測的位置和真實查詢用戶T_p-1時刻真實位置(x_r,p-1,y_r,p-1)間的歐式距離，將其存入T_p-1時刻新用戶歐式距離集合

其中表示第i個新用戶與真實查詢用戶T_p-1時刻歐式距離；

4b3)匿名服務器計算T_p-1時刻歐式距離集合中各歐式距離與T_p-1時刻真實查詢用戶覆蓋區域直徑D_r,p-1間的比值，將其存入T_p-1時刻距離比值集合

其中表示第i個新用戶與真實查詢用戶T_p-1時刻歐式距離與直徑間的比值，且該比值的取值范圍被劃分為和四類；

4b4)匿名服務器根據上述計算的數值，制定各新用戶的動態信譽值評估條件，其包括如下4種情況：

情況一：若且則

情況二：若且則

情況三：若且則

情況四：若且則其中表示第i個新用戶的動態信譽值；

4c)匿名服務器根據制定的各新用戶動態信譽值評估條件，計算各個新用戶的動態信譽值

其中表示第i個新用戶的動態信譽值；E表示覆蓋區域中新用戶的個數；1≤i≤E；

(5)匿名服務器計算各個老用戶與真實查詢用戶T_p-1時刻歐式距離及其距離占比T_p時刻歐式距離及其距離占比T_p時刻各老用戶與真實查詢用戶的最大可達邊界交集以及交集區域面積并計算各老用戶的動態信譽值

其中表示第j個老用戶的動態信譽值；其實現如下：

5a)匿名服務器收集各老用戶和真實查詢用戶T_p-1時刻查詢信息和T_p時刻的查詢信息分別表示如下：

其中，表示第j個老用戶T_p-1時刻的位置信息；(x_r,p-1,y_r,p-1)表示真實查詢用戶T_p-1時刻的位置信息；表示第j個老用戶T_p時刻的位置信息；(x_r,p,y_r,p)表示真實查詢用戶T_p時刻的位置信息；表示第j個老用戶T_p-1時刻的最大速度；V_r,max,p-1表示真實查詢用戶T_p-1時刻的最大速度；表示第j個老用戶T_p時刻的最大速度；V_r,max,p表示真實查詢用戶T_p時刻的最大速度；

5b)匿名服務器根據收集的各老用戶和真實查詢用戶T_p-1時刻查詢信息計算各老用戶和真實查詢用戶T_p-1時刻歐式距離,并將其構成T_p-1時刻老用戶歐式距離集合

其中表示第j個老用戶和真實查詢用戶T_p-1時刻的歐式距離；

5c)匿名服務器根據收集的各老用戶和真實查詢用戶T_p時刻的查詢信息計算各老用戶和真實查詢用戶T_p時刻歐式距離,并將其構成T_p時刻老用戶歐式距離集合

其中表示第j個老用戶和真實查詢用戶T_p時刻的歐式距離；

5d)匿名服務器分別計算T_p-1時刻的老用戶歐式距離集合中各歐式距離與T_p-1時刻真實查詢用戶匿名區域直徑D_r,p-1間的比值

其中表示第j個老用戶和真實查詢用戶T_p-1時刻的歐式距離與T_p-1時刻真實查詢用戶匿名區域直徑D_r,p-1間的比值；

5e)匿名服務器分別計算T_p時刻老用戶歐式距離集合中各歐式距離與T_p時刻真實查詢用戶匿名區域直徑D_r,p間的比值

其中表示第j個老用戶和真實查詢用戶T_p時刻的歐式距離與T_p時刻真實查詢用戶匿名區域直徑D_r,p間的比值；

5f)匿名服務器根據收集的各老用戶和真實查詢用戶T_p時刻的查詢信息分別以真實查詢用戶和各個老用戶T_p時刻的位置中心為圓心，以其各自最大查詢速度與時間間隔ΔT_p的乘積為半徑做圓，計算各個老用戶最大可達邊界、真實查詢用戶最大可達邊界區域面積、各老用戶與真實查詢用戶最大可達邊界交集以及交集區域面積,并將其存入最大可達邊界集合

其中，表示第j個老用戶在T_p時刻和T_p-1時刻內，能到達的最大可達邊界；表示T_p時刻第j個老用戶和真實查詢用戶最大可達邊界交集區域；表示T_p時刻第j個老用戶和真實查詢用戶最大可達邊界交集區域面積；MAB_r,p表示真實查詢用戶在T_p-1時刻和T_p時刻內，能到達的最大可達邊界；表示T_p時刻真實查詢用戶最大可達邊界區域面積；ΔT_p＝T_p-T_p-1；

5g)匿名服務器根據最大可達邊界集合計算最大可達邊界的交集區域面積比值，并用其構成交集面積比值集合IAS^O：

其中表示T_p時刻第j個老用戶和真實查詢用戶最大可達邊界交集區域面積與真實查詢用戶最大可達邊界區域面積間的比值；

5h)匿名服務器根據計算的交集面積比值集合IAS^O、和制定各老用戶動態信譽評估條件，其包含如下四種情況：

情況一：若且則

情況二：若且則

情況三：若且則

情況四：若且則

5i)匿名服務器根據制定的各老用戶動態信譽評估條件，評估各老用戶動態信譽，并將其存入老用戶動態信譽集合

其中表示第j個老用戶的動態信譽值，且僅為這4種取值中的一種；

(6)匿名服務器根據各新用戶的動態信譽值各老用戶的靜態信譽值和動態信譽值計算各新用戶的整體信譽值和各老用戶的整體信譽值其實現如下：

6a)匿名服務器根據各新用戶的動態信譽值計算各新用戶的整體信譽值，即將各新用戶的動態信譽值直接作為其整體信譽值

其中表示第i個新用戶的整體信譽值；表示第i個新用戶的動態信譽值；