基于道路網(wǎng)絡(luò)感知查詢語義的個性化隱私保護(hù)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于道路網(wǎng)絡(luò)感知查詢語義的個性化隱私保護(hù)方法，涉及專門用于用戶或終端位置的業(yè)務(wù)【技術(shù)領(lǐng)域】。包括以下步驟：步驟A：移動用戶將查詢請求發(fā)送給可信匿名服務(wù)器；步驟B：可信匿名服務(wù)器的知識庫首先將用戶的真實標(biāo)識換成假名；步驟C：可信匿名服務(wù)器中匿名引擎基于個性化-敏感匿名模型，對服務(wù)請求進(jìn)行匿名處理；步驟D：可信匿名服務(wù)器從idlist中找到用戶u對應(yīng)的匿名路段集RS，將帶有匿名路段集的查詢請求發(fā)送給服務(wù)提供商。所述方法可以防止在道路網(wǎng)絡(luò)中的用戶，由于提出基于位置服務(wù)，并結(jié)合查詢語義的情況下，產(chǎn)生的個人隱私泄露的問題，保護(hù)了用戶標(biāo)識、位置和敏感信息，讓用戶享受快捷安全的基于位置的服務(wù)。
【專利說明】基于道路網(wǎng)絡(luò)感知查詢語義的個性化隱私保護(hù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及專門用于用戶或終端位置的業(yè)務(wù)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于道路網(wǎng)絡(luò)感知查詢語義的個性化隱私保護(hù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]一般來講，位置服務(wù)中的隱私保護(hù)目標(biāo)包括三種:第一，位置信息，即隱藏查詢用戶的確切位置。暴露用戶的確切位置，將導(dǎo)致用戶行為模式、興趣愛好、健康狀況和政治傾向等個人隱私信息的泄漏。如張三使用手機(jī)查找“距離我所在位置最近的中國銀行地址”，張三不想讓任何人知道當(dāng)前所在位置(如醫(yī)院)。第二，用戶標(biāo)識，即當(dāng)攻擊者已知用戶其他身份標(biāo)識信息時，防止查詢用戶的標(biāo)識泄漏。例如，查詢中的位置信息可以作為偽標(biāo)識符重新識別用戶。在前面的例子中，如果張三是從家中提出的查詢，則通過一些背景知識(如電話薄)可以發(fā)現(xiàn)提出此查詢的用戶是張三。第三，敏感信息，即隱藏與用戶個人相關(guān)的敏感信息，如推斷用戶曾經(jīng)訪問的地點或提出某敏感服務(wù)。如在前面的例子中，張三不愿讓人知道自己將去銀行進(jìn)行某種交易。
[0003]為了保護(hù)位置信息，目前使用最多的方法是時空匿名(Temporal spatialcloaking)。本質(zhì)上即降低對象的時空粒度，用一個概化的位置表示用戶的真實位置，用戶在此區(qū)域內(nèi)每一個位置出現(xiàn)的概率相同。如圖1和表1所示，用戶U1的真實位置用路段集合S= {〈n2,n3>,〈n3,n9>,〈n2,n9>}表示。如此,攻擊者即不確定U1具體在三條路段上的哪個位置。為了保護(hù)用戶標(biāo)識，目前使用最普遍的模型是位置k匿名模型，即一個用戶位置與其它k-Ι個用戶位置無法區(qū)分。仍以圖1為例，這是一個位置3-匿名(k = 3)的例子，Ul、u2、U3的位置均用路段集 合S表示(用戶Ul、u2、U3組成匿名集)，攻擊者無法在路段集合S中區(qū)分三者，進(jìn)而達(dá)到了保護(hù)用戶標(biāo)識的目的。
[0004]表1
【權(quán)利要求】
1.一種基于道路網(wǎng)絡(luò)感知查詢語義的個性化隱私保護(hù)方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟A:移動用戶用于將查詢請求(id，loc, q, profile)發(fā)送給可信匿名服務(wù)器，其中id表示查詢標(biāo)識符,1c表示該查詢所在空間位置,q表示查詢內(nèi)容,profile表示提出該查詢用戶的隱私需求被表示為一個四元組profile = (k, I, ts,p),其中匿名度需求k表示用戶可接受的最小匿名度，即用戶要求在匿名集中至少包含的用戶個數(shù)；位置差異性需求1，用戶可接受的匿名集覆蓋的最少路段個數(shù)；查詢敏感度需求ts，即用戶可容忍的查詢敏感度最高值，若某查詢敏感度大于ts，則此查詢在該用戶看來屬于敏感查詢；反之，該查詢屬于非敏感查詢；集合敏感度需求P，表示用戶可接受的敏感查詢在匿名集合中所占的最大比例。 步驟B:可信匿名服務(wù)器的知識庫首先將用戶的真實標(biāo)識id換成假名id’，以及完成對查詢類別和敏感度標(biāo)注，此時查詢請求增加一個查詢敏感度qs，即(id’，loc, q，qs,profile)； 步驟C:可信匿名服務(wù)器中的匿名引擎基于個性化(k，1，P)-敏感匿名模型，其中k表示匿名集中至少包含的用戶數(shù)，I表示匿名集所覆蓋的匿名路段集至少包含的路段數(shù)，P表示對用戶來說，敏感查詢在匿名集中所占比例的最大值，對服務(wù)請求進(jìn)行匿名處理，尋找匿名集(CID，idlist)，其中CID表示匿名集標(biāo)識符，idlist是一個集合，由匿名集中包含的用戶組成 ； 步驟D:可信匿名服務(wù)器從idlist中找到用戶u對應(yīng)的匿名路段集RS，將用戶u的查詢請求以Q = (id’，RS, q)的形式發(fā)送給提供商服務(wù)器； 步驟E:提供商服務(wù)器根據(jù)所接收到的請求Q = (id’，RS, q)進(jìn)行查詢處理，并將查詢結(jié)果的候選集返回給可信匿名服務(wù)器； 步驟F:可信匿名服務(wù)器根據(jù)數(shù)據(jù)庫中存儲的id與id’的匹配關(guān)系找出真實用戶，利用查詢結(jié)果求精引擎根據(jù)用戶的真實位置將候選結(jié)果求精后轉(zhuǎn)交給用戶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于道路網(wǎng)絡(luò)感知查詢語義的個性化隱私保護(hù)方法，其特征在于: 步驟B進(jìn)一步包括: 步驟B1:可信匿名服務(wù)器的知識庫首先將用戶的真實標(biāo)識id換成假名id’ ； 步驟B2:在可信匿名服務(wù)器的知識庫中存有查詢類別關(guān)系和查詢-敏感度關(guān)系。知識庫通過查詢類別關(guān)系，根據(jù)用戶提出查詢內(nèi)容q找到該查詢所屬類別qc ; 步驟B3:知識庫通過查詢-敏感度關(guān)系，找到查詢類別qc對應(yīng)的查詢敏感度qs。此時,查詢請求增加一個查詢敏感度qs,即(id’, loc, q, qs, profile)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于道路網(wǎng)絡(luò)感知查詢語義的個性化隱私保護(hù)方法，其特征在于: 步驟C進(jìn)一步包括: 步驟Cl:將服務(wù)空間中的所有用戶排序，每個用戶u帶有一個相應(yīng)的順序號Orderu ；


moSf'l 步驟C2:排好序的用戶按照序號分成 ' ,丄個組，其中moSet是道路網(wǎng)絡(luò)中提出查詢的所有用戶集合
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于道路網(wǎng)絡(luò)感知查詢語義的個性化隱私保護(hù)方法，其特征在于: 步驟Cl進(jìn)一步包括: 步驟Cll:先將道路網(wǎng)絡(luò)表示成為一個圖模型，由點和邊組成，其中點是道路交叉點或道路終點，邊即兩個道路交叉點之間的路段； 步驟C12:隨機(jī)從當(dāng)前查詢用戶中選取一個用戶所在邊做起始點，對圖中的邊做深度或廣度優(yōu)先搜索，每條邊僅訪問一次，搜索過程中給邊排序，每一條邊具有一個編序號order—edge ； 步驟C13:根據(jù)邊的順序為邊上的移動用戶排序，保證任意兩條邊ei，ej，如果0rder_ei〈order_ej,則在ei上的用戶的順序號一定小于ej上的用戶順序號,在同一條邊上的用戶，按照距邊的起始點的距離排序，與起始點越近的用戶，其用戶序號更小。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于道路網(wǎng)絡(luò)感知查詢語義的個性化隱私保護(hù)方法，其特征在于: 步驟C5中嚴(yán)格用戶是指設(shè)D(SSet) = {SI，S2，…，Si，-Sj,…，Sn}是敏感值域，其中敏感值按照從小到大排序，即Sj>Si (I ( i〈j ( η)，對于任意的用戶U，如果
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于道路網(wǎng)絡(luò)感知查詢語義的個性化隱私保護(hù)方法，其特征在于: 為非嚴(yán)格用戶尋找匿名集，具體包括以下步驟:.0rder 步驟C51:利用用戶排序序號orderu,根據(jù)公式
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于道路網(wǎng)絡(luò)感知查詢語義的個性化隱私保護(hù)方法，其特征在于: 進(jìn)一步的步驟C55包括: 步驟C551:針對groupi中的每一個用戶uc,計算在uc看來，groupj中的查詢屬于敏Count SQur感查詢的個數(shù)，記為Count_Squc,如果
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于道路網(wǎng)絡(luò)感知查詢語義的個性化隱私保護(hù)方法，其特征在于: 步驟C552中的保守用戶是指對于一個用戶組groupi,計算groupi中所有用戶的最小查詢敏感度需求，即
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于道路網(wǎng)絡(luò)感知查詢語義的個性化隱私保護(hù)方法，其特征在于: 對于步驟C6，將所有嚴(yán)格用戶根據(jù)步驟C13得到序號進(jìn)行排序，然后將新排好序的嚴(yán)
格用戶劃分成
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于道路網(wǎng)絡(luò)感知查詢語義的個性化隱私保護(hù)方法，其特征在于: 對于步驟C7，初始狀態(tài)下將匿名路段集RS置空，針對idlist中的每一個用戶，獲取該用戶所在路段<ni，nj>，如果該路段沒有存在于RS中，則將其插入RS,從idlist的用戶中找到最大位置差異性需求Ilmax,當(dāng)idlist中的所有用戶均被掃描過，比較I RS |和Ilmax,如果前者大于后者，則將RS中包含的路段集作為匿名路段集發(fā)布，如果前者不大于后者，則 從路網(wǎng)中尋找與RS中的路段連接但不在RS中的路段，插入至RS中，直至|RS| = Ilmax為止。
【文檔編號】G06F17/30GK103984764SQ201410238386
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】潘曉, 吳雷 申請人:石家莊鐵道大學(xué)