專利名稱：一種基于道路網(wǎng)絡(luò)空間中移動(dòng)對(duì)象位置隱私保護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種基于道路網(wǎng)絡(luò)空間中移動(dòng)對(duì)象位置隱私保護(hù)的方法。
背景技術(shù)：
隨著各種定位技術(shù)和無線通信技術(shù)的發(fā)展和普及，移動(dòng)用戶在可以隨時(shí)隨地獲得自己的位置信息的同時(shí)還可以方便的使用基于位置的服務(wù)(location based service,LBSXLBS要求移動(dòng)用戶在向基于位置的服務(wù)器提出服務(wù)請(qǐng)求時(shí)，必須向其提供自身的位置信息，服務(wù)器根據(jù)用戶提供的位置信息來處理用戶提出的基于位置的查詢并將查詢結(jié)果返回給移動(dòng)用戶。但是，人們?cè)谙硎芨鞣N位置服務(wù)帶來便捷的同時(shí)，也要考慮位置隱私泄漏帶來的危害。例如，用戶尋找距離最近的醫(yī)院。大多數(shù)情況下，基于位置的服務(wù)器是不可信的，這樣一來移動(dòng)用戶的位置就會(huì)被攻擊方竊取到，攻擊方將會(huì)根據(jù)用戶的位置信息推測(cè)出用戶的生活習(xí)慣，健康狀況和政治背景等一些隱私信息。目前大多數(shù)的關(guān)于移動(dòng)用戶隱私保護(hù)的研究都是假設(shè)用戶在歐氏空間(自由空間)中移動(dòng)，即運(yùn)動(dòng)方向不受任何約束，但是在實(shí)際生活中這種假設(shè)是不成立的。基于上述原因，本專利考慮的是在真實(shí)的道路網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下如何來保護(hù)移動(dòng)用戶的位置隱私。我們提出來了一種關(guān)于位置隱私保護(hù)的方法可以使生成的假位置更加符合人們的生活習(xí)慣，不易被攻擊方所識(shí)別。因此，實(shí)現(xiàn)這種基于道路網(wǎng)絡(luò)空間中移動(dòng)對(duì)象位置隱私保護(hù)技術(shù)具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于道路網(wǎng)絡(luò)空間中移動(dòng)對(duì)象位置隱私保護(hù)的方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:本發(fā)明包括如下·步驟:(I)用戶發(fā)送位置查詢請(qǐng)求信息到匿名服務(wù)器；(2)匿名服務(wù)器使用匿名算法完成匿名；(3)匿名服務(wù)器將完成匿名后的查詢發(fā)送給基于位置的服務(wù)器；(4)基于位置的服務(wù)器根據(jù)匿名后的請(qǐng)求進(jìn)行查詢處理；(5)匿名服務(wù)器從查詢處理結(jié)果集中選出真實(shí)位置返回給用戶。用戶發(fā)送的位置查詢請(qǐng)求信息為:用戶查詢請(qǐng)求QR為t時(shí)刻用戶發(fā)送的請(qǐng)求q=(location, query, t)，其中，location= (longitude, latitude)表示用戶的位置信息,longitude表示用戶位置的經(jīng)度，latitude表示用戶位置的纟韋度，query表示查詢的內(nèi)容。匿名算法包括如下步驟:(I)如果用戶第一次進(jìn)行查詢，根據(jù)以往歷史用戶的分布情況和用戶自身的隱私需求PR來生成假位置；(2)如果用戶不是第一次發(fā)出的查詢請(qǐng)求且假位置到目的地的距離大于真實(shí)用戶到目的地的距離，那么將原來假位置的目的地址deStination[i]替換原來的假位置，作為當(dāng)前的假位置pos [i]；(3)如果用戶不是第一次發(fā)出的查詢請(qǐng)求且假位置到目的地的距離不大于真實(shí)用戶到目的地的距離，那么真假用戶將會(huì)根據(jù)原來假位置和自身速度計(jì)算此刻的假位置。匿名服務(wù)器將完成匿名后的查詢發(fā)送給基于位置的服務(wù)器的方法包括如下步驟:(I)如果是第一次查詢，在假位置數(shù)組中隨機(jī)選擇一個(gè)數(shù)組pos[temp]與真實(shí)位置pos [O]內(nèi)容交換，并記錄下真實(shí)位置的數(shù)組號(hào)temp ；(2)如果不是用戶第一次發(fā)出的查詢請(qǐng)求，真假用戶根據(jù)各自此刻的位置pos[i]送給基于位置的服務(wù)器?；谖恢玫姆?wù)器根據(jù)匿名后的請(qǐng)求進(jìn)行查詢處理:基于位置的服務(wù)器把匿名服務(wù)器發(fā)送過來的請(qǐng)求進(jìn)行處理，并將查詢結(jié)果的集合返回給匿名服務(wù)器，在這個(gè)過程中基于位置的服務(wù)器的服務(wù)是無差別的。匿名服務(wù)器從查詢處理結(jié)果集中選出真實(shí)結(jié)果的方法:從位置服務(wù)器返回的結(jié)果是一個(gè)集合，在真實(shí)位置的組號(hào)temp，在所有返回結(jié)果的集合中找到真實(shí)位置組pos [temp],返回其中內(nèi)容,得到真實(shí)結(jié)果。本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明初始化生成的假位置更加自然，真實(shí)，符合人們的生活習(xí)慣；在移動(dòng)過程中實(shí)現(xiàn)了對(duì)用戶隱私的保護(hù)，提高了對(duì)用戶隱私的保護(hù)程度。


圖1對(duì)歷史用戶的分布聚類示意圖；圖2中心服務(wù)器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式目前大多數(shù)的關(guān)于移動(dòng)用戶隱私保護(hù)的研究都是假設(shè)用戶在歐氏空間中移動(dòng)，即運(yùn)動(dòng)方向不受任何約束，但是在實(shí)際生活中這種假設(shè)是不成立的?；谏鲜鲈颍緦＠紤]的是在真實(shí)的道路網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下如何來保護(hù)移動(dòng)用戶的位置隱私。我們提出來了一種關(guān)于位置隱私保護(hù)的方法可以使生成的假位置更加符合人們的生活習(xí)慣，不易被攻擊方所識(shí)另IJ。因此，實(shí)現(xiàn)這種基于道路網(wǎng)絡(luò)空間中移動(dòng)對(duì)象位置隱私保護(hù)技術(shù)具有十分重要的意義。本發(fā)明的主要技術(shù)特征體現(xiàn)在:
I)生成的假位置更加具有迷惑性由于每段道路在不同的時(shí)間用戶的分布是不同的，并且即使在同一時(shí)刻每段道路的用戶分布也是不同的，所以用戶的分布是受時(shí)間和地域影響的。具體技術(shù)路線是:1.設(shè)定假位置到用戶的最近距離dmin和最遠(yuǎn)距離dmax ；2.在dmax與dmin之間進(jìn)行聚類算法得到簇，根據(jù)隱私需求在所得的簇中產(chǎn)生假位置。2)在移動(dòng)過程中持續(xù)對(duì)用戶的隱私保護(hù)具體技術(shù)路線:1.根據(jù)原有假位置和用戶移動(dòng)速度生成現(xiàn)在的假位置；2.在移動(dòng)過程中一旦發(fā)現(xiàn)虛假用戶的位置到真實(shí)用戶的位置的距離不符兩個(gè)距離(dmax、dmin)就要重新生成假位置。下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)地描述:
I)假位置初始化方法假設(shè)用戶在t時(shí)刻提出查詢請(qǐng)求，那么服務(wù)器將根據(jù)t時(shí)刻用戶位置附近(圖1中兩個(gè)虛線圓之間的區(qū)域)的歷史用戶分布情況產(chǎn)生假位置，內(nèi)部圓形虛線區(qū)域I表示假位置到用戶最近的距離dmin，外部圓形虛線區(qū)域2表示假位置到用戶最遠(yuǎn)的距離dmax。我們采用了基于密度的DBSCAN聚類算法來判斷歷史用戶的分布情況，它具有快速、有效發(fā)現(xiàn)任意形狀的簇的優(yōu)點(diǎn)。圖1中不規(guī)則形狀區(qū)域A，B, C，D表示使用DBSCAN聚類算法后得到的簇。這就表示在不規(guī)則區(qū)域用戶分布是最密集的，假設(shè)A區(qū)域歷史用戶數(shù)量是Na，B區(qū)域歷史用戶數(shù)量是Nb，C區(qū)域歷史用戶數(shù)量是N。，D區(qū)域歷史用戶數(shù)量是Nd，
用戶隱私需求PR=K,則在A區(qū)域需要產(chǎn)生
權(quán)利要求
1.一種基于道路網(wǎng)絡(luò)空間中移動(dòng)對(duì)象位置隱私保護(hù)的方法，其特征是: (1)用戶發(fā)送位置查詢請(qǐng)求信息到匿名服務(wù)器； (2)匿名服務(wù)器使用匿名算法完成匿名； (3)匿名服務(wù)器將完成匿名后的查詢發(fā)送給基于位置的服務(wù)器； (4)基于位置的服務(wù)器根據(jù)匿名后的請(qǐng)求進(jìn)行查詢處理； (5)匿名服務(wù)器從查詢處理結(jié)果集中選出真實(shí)位置返回給用戶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于道路網(wǎng)絡(luò)空間中移動(dòng)對(duì)象位置隱私保護(hù)的方法，其特征是，所述的用戶發(fā)送的位置查詢請(qǐng)求信息為:用戶查詢請(qǐng)求QR為t時(shí)刻用戶發(fā)送的請(qǐng)求 q= (location, query, t),其中，location= (longitude, latitude)表不用戶的位置信息，longitude表示用戶位置的經(jīng)度，latitude表示用戶位置的纟韋度，query表示查詢的內(nèi)容。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于道路網(wǎng)絡(luò)空間中移動(dòng)對(duì)象位置隱私保護(hù)的方法，其特征在于，所述的匿名算法包括如下步驟: (1)如果用戶第一次進(jìn)行查詢，根據(jù)以往歷史用戶的分布情況和用戶自身的隱私需求PR來生成假位置； (2)如果用戶不是第一次發(fā)出的查詢請(qǐng)求且假位置到目的地的距離大于真實(shí)用戶到目的地的距離，那么將原來假位置的目的地址deStination[i]替換原來的假位置，作為當(dāng)前的假位置pos [i]； (3)如果用戶不是 第一次發(fā)出的查詢請(qǐng)求且假位置到目的地的距離不大于真實(shí)用戶到目的地的距離，那么真假用戶將會(huì)根據(jù)原來假位置和自身速度計(jì)算此刻的假位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于道路網(wǎng)絡(luò)空間中移動(dòng)對(duì)象位置隱私保護(hù)的方法，其特征是，所述的匿名服務(wù)器將完成匿名后的查詢發(fā)送給基于位置的服務(wù)器的方法包括如下步驟: Cl)如果是第一次查詢，在假位置數(shù)組中隨機(jī)選擇一個(gè)數(shù)組poS[temp]與真實(shí)位置pos [O]內(nèi)容交換,并記錄下真實(shí)位置的數(shù)組號(hào)temp ； (2)如果不是用戶第一次發(fā)出的查詢請(qǐng)求，真假用戶根據(jù)各自此刻的位置pos[i]送給基于位置的服務(wù)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于道路網(wǎng)絡(luò)空間中移動(dòng)對(duì)象位置隱私保護(hù)的方法，其特征是，所述的基于位置的服務(wù)器根據(jù)匿名后的請(qǐng)求進(jìn)行查詢處理:基于位置的服務(wù)器把匿名服務(wù)器發(fā)送過來的請(qǐng)求進(jìn)行處理，并將查詢結(jié)果的集合返回給匿名服務(wù)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于道路網(wǎng)絡(luò)空間中移動(dòng)對(duì)象位置隱私保護(hù)的方法，其特征是，所述的匿名服務(wù)器從查詢處理結(jié)果集中選出真實(shí)位置的方法:從位置服務(wù)器返回的結(jié)果是一個(gè)集合，在真實(shí)位置的組號(hào)temp，在所有返回結(jié)果的集合中找到真實(shí)位置組pos [temp],返回其中內(nèi)容,得到真實(shí)結(jié)果。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是一種基于道路網(wǎng)絡(luò)空間中移動(dòng)對(duì)象位置隱私保護(hù)的方法。本發(fā)明包括如下步驟用戶發(fā)送位置查詢請(qǐng)求信息到匿名服務(wù)器；匿名服務(wù)器使用匿名算法完成匿名；匿名服務(wù)器將完成匿名后的查詢發(fā)送給基于位置的服務(wù)器；基于位置的服務(wù)器根據(jù)匿名后的請(qǐng)求進(jìn)行查詢處理；匿名服務(wù)器從查詢處理結(jié)果集中選出真實(shí)位置返回給用戶。本發(fā)明初始化生成的假位置更加自然，真實(shí)，符合人們的生活習(xí)慣；在移動(dòng)過程中實(shí)現(xiàn)了對(duì)用戶隱私的保護(hù)，提高了對(duì)用戶隱私的保護(hù)程度。
文檔編號(hào)H04W12/02GK103249038SQ20131012119
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月9日
發(fā)明者韓啟龍, 郭曉麗, 潘海為, 印桂生, 馮曉寧, 蔡少濱, 董宇欣, 張經(jīng)緯 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)