[發(fā)明專利]一種基于局部保護集的路網(wǎng)環(huán)境位置匿名方法

有效

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• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112312388B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄒云峰;吳寧;單超;范環(huán)宇;祝宇楠
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)江蘇省電力有限公司營銷服務(wù)中心;國網(wǎng)江蘇省電力有限公司;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: H04W12/02
• 分類號: H04W12/02;H04W4/02;H04L9/40;G06F17/18
• 代理公司: 北京智繪未來專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11689
• 代理人: 王萍;肖繼軍

一種面向路網(wǎng)環(huán)境基于局部保護集的用戶位置匿名方法，包括以下步驟：用戶向位置服務(wù)提供商發(fā)送真實位置獲取服務(wù)之前，將真實位置映射到最近的路網(wǎng)結(jié)點上，稱此路網(wǎng)結(jié)點為用戶初始路網(wǎng)結(jié)點位置。根據(jù)已知的在各個路網(wǎng)結(jié)點位置的概率分布以及公路網(wǎng)信息，在本地設(shè)備上構(gòu)建出用戶初始路網(wǎng)結(jié)點位置的局部保護集，用局部保護集中的任意位置點代替用戶真實位置發(fā)布給位置服務(wù)提供商，使得攻擊者在獲取用戶發(fā)布的位置后無法通過貝葉斯后驗攻擊或最佳推斷攻擊逆推出用戶初始路網(wǎng)結(jié)點位置。本發(fā)明利用局部保護集描述用于防范貝葉斯后驗攻擊或者最佳推斷攻擊的局部路網(wǎng)子區(qū)域，避免攻擊者在觀察到用戶發(fā)布位置能攻擊識別出用戶初始路網(wǎng)結(jié)點位置。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)涉及一種位置匿名方法，更具體地，涉及一種基于局部保護集的路網(wǎng)環(huán)境位置匿名方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著GPS(Global?Positioning?System，全球定位系統(tǒng))等定位工具及個人手機的廣泛應(yīng)用，LBS(Location?Based?Services，基于位置的服務(wù))也變得豐富起來。用戶在獲取此類基于位置的服務(wù)之前，需要提交其自身的真實位置，位置服務(wù)提供商基于用戶提交的其自身的真實位置，在服務(wù)器端進行相應(yīng)的計算和查找，并將結(jié)果返回給用戶。例如，當(dāng)用戶想要知道距離自身當(dāng)前位置最近的酒店時，就可以通過基于位置的服務(wù)提交其自身的真實位置從而獲得最近的酒店信息。然而，個體的位置信息中還包含有個人身份、行為模式等敏感信息。因此，考慮到基于位置的服務(wù)要求用戶將其自身的真實位置共享給服務(wù)提供商的服務(wù)模式會不可避免地帶來用戶隱私泄露問題，為了避免用戶暴露自身真實位置，往往可以采取擾動的位置匿名策略，即選擇別的就近位置點代替真實位置提交給位置服務(wù)提供商。

在路網(wǎng)環(huán)境中，已有的基于擾動的位置匿名方法多數(shù)在本地進行匿名化操作，即該方法通過用戶的設(shè)備在本地計算得出最終替代位置。常見的匿名方法有采用差分選擇匿名位置。該方法是根據(jù)用戶的真實位置、用戶在各個路網(wǎng)結(jié)點的概率分布以及路網(wǎng)長度等信息，計算出用戶的真實位置到各個路網(wǎng)結(jié)點之間的概率。最后，通過對此概率分布進行抽樣可以得到代替用戶真實位置的路網(wǎng)結(jié)點。通過差分選擇方法，用戶的真實位置到各個路網(wǎng)結(jié)點之間的概率分布滿足如下特性：真實位置到可達(dá)距離越近的路網(wǎng)結(jié)點的概率越大；真實位置映射到距離該真實位置可達(dá)距離相近的路網(wǎng)結(jié)點的概率幾乎相同。通過這種方法，可以使得距離發(fā)布位置同等可達(dá)距離的路網(wǎng)結(jié)點具有相同的概率，從而限制了攻擊者通過觀察發(fā)布位置得到關(guān)于真實位置的信息。但是，差分選擇匿名位置的方法仍然具有以下未解決的問題：(1)現(xiàn)有方法未對整體路網(wǎng)環(huán)境進行全面考慮，導(dǎo)致服務(wù)發(fā)布的位置可能是位于路網(wǎng)中任意結(jié)點，并使得服務(wù)發(fā)布的位置的可用性較差；(2)在應(yīng)對諸如貝葉斯后驗攻擊或者最佳推斷攻擊等攻擊時容易被逆推出真實位置，隱私保護強度不夠。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種基于局部保護集的路網(wǎng)環(huán)境位置匿名方法。該方法利用局部保護集實現(xiàn)路網(wǎng)環(huán)境用戶位置的匿名，不僅可以防范貝葉斯后驗攻擊和最佳推斷攻擊，并且通過本方法發(fā)布的位置的可用性較高。

本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案。

一種基于局部保護集的路網(wǎng)環(huán)境位置匿名方法，包括以下步驟：步驟1，根據(jù)路網(wǎng)信息，利用路網(wǎng)模型將用戶真實位置映射到最近路網(wǎng)結(jié)點上，并將最近路網(wǎng)結(jié)點作為用戶初始路網(wǎng)結(jié)點位置；步驟2，利用路網(wǎng)信息和路網(wǎng)模型為用戶初始路網(wǎng)結(jié)點位置構(gòu)建局部保護集；步驟3，隨機選擇局部保護集中的任意一個結(jié)點位置并將結(jié)點位置作為代替用戶真實位置的用戶虛擬位置，發(fā)送至位置服務(wù)。

優(yōu)選地，步驟1還包括：路網(wǎng)信息G＝(L,E)存儲于用戶的本地客戶端中，且路網(wǎng)信息中包括：標(biāo)識路網(wǎng)中道路之間的交匯點即路網(wǎng)結(jié)點的L＝{l₁,l₂,…,l_n}，標(biāo)識路網(wǎng)中的道路集合的E，標(biāo)識兩個結(jié)點間路網(wǎng)可達(dá)距離的d_s(l_i,l_j)，其中，n為路網(wǎng)結(jié)點數(shù)量，l_i和l_j為路網(wǎng)中任意兩個結(jié)點，且i，j∈(1，2，…，n)。