一种面向路网的查询感知的位置隐私保护系统

摘要

本发明公开了属于位置服务中的一种面向路网的查询感知的位置隐私保护系统，该系统通过移动用户提出匿名请求；匿名服务器中的匿名模块对请求进行匿名，产生匿名路段集合，然后把匿名路段集合以及与之对应的查询集合发送给位置服务器。位置服务器处理请求并把查询的候选结果集合发送给匿名服务器，匿名服务器的查询处理模块对收到的候选结果集合进行过滤，并且把过滤后最终结果发送给相应的用户。本发明系统结合路网拓扑结构和用户查询特征生成匿名区域，并允许用户个性化定制隐私保护参数。匿名模块运行在匿名服务器中；所述的匿名模块根据用户的隐私保护参数，利用本发明的匿名方法进行计算。该系统能保证匿名路段集合在查询有效期内被其包含的所有移动用户共享，对位置服务中提出查询用户的位置隐私进行有效的保护。

主权项

一种面向路网的查询感知的位置隐私保护系统，该位置隐私保护系统包括有移动用户(10)、匿名服务器(30)以及位置服务器(20)；其特征在于：所述匿名服务器(30)包括有匿名请求模块(31)、路段匹配模块(32)、匿名赋值模块(33)和匿名映射模块(34)；匿名请求模块(31)对接收到的查询请求信息(10C)一方面将位置‑路段信息(31A)发送给路段匹配模块(32)；另一方面将匿名身份信息(31B)发送给匿名赋值模块(33)；所述的位置‑路段信息(31A)包括有查询内容集合D＝{d₁,d₂,d₃,…d_b}中的请求的查询内容位置坐标X_ID,Y_ID和查询时刻t_ID，以及匿名路段集合S＝{s₁,s₂,s₃,…,s_a}；d_b为任意一个查询内容，b为查询内容的种类标识号；s_a为移动用户的任意一匿名路段，a为匿名路段标识号；所述的匿名身份信息(31B)包括有查询内容集合D＝{d₁,d₂,d₃,…d_b}中的移动用户的标识ID、位置坐标X_ID,Y_ID、个性化位置k匿名参数L_ID、个性化路段m匿名参数I_ID和查询时刻t_ID；所述任意一查询内容d_b的格式为：$<\mathrm{ID},R_{{\mathrm{con}}_{\mathrm{ID}}},<X_{\mathrm{ID}},Y_{\mathrm{ID}}>,t_{\mathrm{ID}},\{L_{\mathrm{ID}},I_{\mathrm{ID}}\}>;$路段匹配模块(32)首先对接收到的位置‑路段信息(31A)通过任意一移动用户U_ID的位置坐标X_ID,Y_ID确定出，任意一移动用户U_ID所在路网中的路段然后对路段进行匿名路段集合S＝{s₁,s₂,s₃,…,s_a}中的优先级第一队列AA＝(aa₁,aa₂,aa₃,…,aa_i)和优先级第二队列BB＝(bb₁,bb₂,bb₃,bb₄,bb₅,bb₆,…,bb_j,bb_(j+1),…)的更新，得到第二匿名路段集合SH＝{sh₁,sh₂,sh₃,…,sh_a}；aa_i为任意一匿名候选路段，i为匿名候选路段的标识号；bb_j为任意一个匿名候选路段aa_i的一端端点，bb_(j+1)为任意一个匿名候选路段aa_i的另一端端点；j为与i对应的匿名候选路段端点标识号；然后对第二匿名路段集合SH＝{sh₁,sh₂,sh₃,…,sh_a}进行隐私要求{L_ID,I_ID}的判断，若满足r_NUM≥m_max同时r_NUM≥k_max，则为满足隐私要求{L_ID,I_ID}；r_NUM表示第二匿名路段集合SH＝{sh₁,sh₂,sh₃,…,sh_a}中包含的路段数量；m_max表示隐私要求{L_ID,I_ID}中的个性化路段m匿名参数I_ID中取的路段最大值；k_max表示隐私要求{L_ID,I_ID}中的个性化位置k匿名参数L_ID中取的最大值；在不满足隐私要求{L_ID,I_ID}的条件下，通过随机因子η在路段区间范围内从优先级第一队列AA中随机选择一条候选路段r′，同时，把候选路段r′的两个端点添加到优先级第二队列BB中，并将该候选路段r′添加到第二匿名路段集合SH＝{sh₁,sh₂,sh₃,…,sh_a}中，得到第三匿名路段集合SHH＝{shh₁,shh₂,shh₃,…,shh_a}；表示处于队列AA的队首路段上的查询请求数量；最后把与候选路段r′相邻的所有路段插入到队列AA中，如果有匹配路段加入，继续进行匿名，直到找到满足移动用户隐私要求的匿名路段集合为止；如果没有匹配路段加入，则匿名失败，拒绝位置匿名服务；匿名赋值模块(33)对收到的查询内容集合D＝{d₁,d₂,d₃,…d_b}中的任意移动用户U_ID的标识ID进行假名赋值处理，得到用户假名ID′；同时记录下移动用户的真实标识与用户假名之间的对应关系，即匿名对应关系A_ID→NA_ID；匿名映射模块(34)收到位置服务器返回的查询结果C＝{c₁,c₂,c₃,…,c_h}后，根据移动用户的准确位置对查询结果进行过滤，并且把准确的最终查询结果F_最终＝{f₁,f₂,f₃,…f_e}发送给相应的移动用户。