发明名称 道路网络中基于概率预测的位置隐私保护方法
摘要 本发明公开一种基于概率预测的位置隐私保护方法,主要解决现有技术的位置隐私保护方法需要用户频繁上传位置到匿名服务器,生成的匿名区域较大的问题。本发明的步骤为:1、用户发送请求;2、匿服务器初始化;3、生成初始匿名区域;4、预测用户成功匿名的概率;5、返回查询结果。本发明充分利用城市道路网络的特点,提出了活跃用户和非活跃用户的概念。通过分析匿名服务器存储的历史位置数据,预测非活跃用户的分布情况。由于利用非活跃用户来进行位置匿名,可以在保证用户隐私需求的前提下生成更小的匿名区域,从而保证了服务质量,同时也减少了通信开销。
申请公布号 CN103957523A 申请公布日期 2014.07.30
申请号 CN201410125455.6 申请日期 2014.03.31
申请人 西安电子科技大学 发明人 王祥;裴庆祺;赵大为;姜炎
分类号 H04W12/02(2009.01)I 主分类号 H04W12/02(2009.01)I
代理机构 陕西电子工业专利中心 61205 代理人 田文英;王品华
主权项 一种道路网络中基于概率预测的位置隐私保护方法,包括如下步骤:(1)用户发送请求:用户给匿名服务器发送基于位置的服务请求;(2)匿名服务器初始化:(2a)匿名服务器生成一颗完全四叉树,其头节点存储道路网络的中心坐标值;(2b)将道路网络等分成2×2的四个矩形区域,并将每个矩形区域的中心坐标值添加到四叉树中;(2c)将每个矩形区域等分为四个更小的矩形区域,得到新生成的矩形区域,将新生成的矩形区域的中心坐标值存储到四叉树中;重复本步骤,直到每个小矩形区域的面积小于设定的阈值;(2d)计算路口概率转移矩阵;(2e)根据存储在匿名服务器中大量的历史数据,通过估计用户速度变化的均值和方差,拟合用户速度变化;(3)生成初始匿名区域:匿名服务器接收用户请求,生成初始匿名区域,统计当前时刻初始匿名区域中所有请求用户的个数;(4)预测用户匿名成功的概率:(4a)匿名服务器判断初始匿名区域是否满足用户的隐私需求,若满足,执行步骤(4j),否则,执行步骤(4b);(4b)将初始匿名区域,按道路网络中用户的最大速度等距离扩张成为一个新矩形区域,该新矩形区域的边界与初始匿名区域的边界距离值等于最大速度值;(4c)匿名服务器查找当前时刻无请求,但前一时刻有请求,且位于新矩形区域中的用户,将这些用户构成备选用户集;(4d)匿名服务器根据道路网络的拓扑结构,为备选用户集中的每个用户,找出所有能使其留在初始匿名区域中的路径;(4e)匿名服务器根据路口的概率转移矩阵,计算备选用户选择每条路径的概率;(4f)匿名服务器根据备选用户历史时刻的坐标记录,计算备选用户前一时刻的速度;(4g)匿名服务器根据正态分布概率密度函数,计算每个备选用户留在初始匿名区域中的概率;(4h)匿名服务器计算当前时刻初始匿名区域内,至少含有k‑m个备选用户的概率,若概率值大于0.9,则执行步骤(4j),否则,执行步骤(4i),其中,k表示用户隐私需求,m表示初始匿名区域中请求用户的个数;(4i)匿名服务器扩张初始匿名区域后,执行步骤(4a);(4j)匿名服务器将初始匿名区域作为用户的最终匿名区域;(4k)匿名服务器将用户请求R转换为新的请求R′=(u′,c,r),其中R′表示匿名服务器处理后的用户请求,u′和c分别表示匿名服务器为用户生成的假身份和匿名区域,r表示用户的请求内容;(5)返回查询结果:(5a)匿名服务器将处理后的用户请求R′,发送给提供位置服务的服务器;(5b)匿名服务器从提供位置服务的服务器获取查询结果集合;(5c)匿名服务器对查询结果集合进行求精处理,将求精处理的结果返回给请求服务的用户。
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