位置服务中的查询隐私度量框架研究

针对查询隐私度量机制存在过高评价用户隐私保护水平的问题,提出一个泛化的查询隐私度量框架。该框架将影响用户查询隐私的各种因素放在一起统一考虑,形式化定义用户、攻击者、隐私保护机制和隐私度量指标,提供了一种融合攻击者背景知识和推理能力的系统的隐私度量方法,可在相同条件下正确度量多种查询隐私保护机制的有效性,帮助用户选取合适的隐私需求以获得隐私保护和服务质量之间的平衡。在由Thomas Brinkhoff路网数据生成器生成的数据集上进行的模拟实验验证了该框架的有效性和准确性。     

一种基于安全索引的位置隐私保护方法

基于位置的服务(location based services, LBS)为人们日常生活带来极大便利的同时也严重地威胁到用户的隐私.为了在保护用户位置隐私的同时降低用户的查询代价,提出了一种基于安全索引的位置隐私保护方法(location privacy protection method based on secure index, LPPMSI).LPPMSI不需要用户搜集数据信息,数据拥有者为虚假位置信息建立安全索引.用户能够安全、快速地检索到虚假位置信息,服务器再执行基于虚假位置的LBS.并且还提出了基于滑动窗口的候选位置选择算法,有效减少候选位置选择时间.实验结果表明,LPPMSI在不改变隐私保护能力的前提下,不需要用户花费大量时间搜集数据分布及查询概率信息.     

位置服务隐私保护

隐私的泄露问题不仅包含用户提交的位置和查询数据,更是包含了其中隐藏的用户身份、兴趣爱好、社会习惯、行为模式等。对位置服务隐私保护的技术进行综述,介绍了位置服务的应用场景、位置隐私的攻击方法。对现有的隐私保护体系结构和保护技术进行整理归纳。对未来的研究进行了展望,并提出一种基于缓存的时空扰动方法和LBS隐私保护度量假设方案。     

基于空间混淆位置隐私保护的位置隐私区域生成算法

为提高位置隐私区域的切换成功率,实现个性化位置隐私保护,基于空间混淆位置隐私保护方法提出了两种位置隐私区域生成算法,即初级形心偏移法和高级形心偏移法.初级形心偏移法通过将切换后的位置隐私区域的形心相对切换前的位置隐私区域发生一定的偏移来实现,偏移幅度由用户周围其他用户的分布决定.高级形心偏移法将切换前位置隐私区域的形心偏移至切换后位置隐私区域的外部,再根据用户周围其他用户的分布生成与切换前位置隐私区域无重叠的新的位置隐私区域.实验结果表明:在中心点攻击下,初级形心偏移法的切换成功率保持在90%以上,高级形心偏移法的切换成功率亦接近100%;在无差别攻击下,高级形心偏移法的切换成功率亦接近100%.     

基于伪随机数加密的保护位置隐私近邻查询方法

空间定位与移动通信的快速发展促进了基于位置服务的普及,近邻查询作为位置服务的基本操作得到了广泛的应用.位置服务在给人们带来方便的同时也带来位置隐私保护问题,随着人们对个体隐私的日益关注,保护位置隐私近邻查询成为数据库领域研究热点之一.近年来,隐私信息检索以其能提供高强度隐私保护、无需可信第三方等优点得到了研究者的持续关注.针对已有的基于隐私信息检索的保护位置隐私近邻查询方法普遍存在预处理时间长、查询效率较低的不足,提出基于隐私信息检索的近邻查询方法 PRN_kNN,通过空间加密使用户可以在本地快速查询k近邻候选集;同时,引入伪随机数加密规则替代查询计划,抵御模式攻击的同时减少预处理时间;在数据组织方面,采用连续储存POI实体的策略避免部分块存储大量假实体的情况,实现对查询效率的提升.理论分析和实验结果验证了所提方法的有效性.     

用户为中心的差分扰动位置隐私保护方法

基于隐形区的位置混淆技术是实现位置隐私广泛研究的技术,但该技术需要可信第三方且无法防止基于背景信息的推理攻击,容易泄露位置隐私。针对这一难题,提出了以用户为中心的差分扰动位置隐私保护方法,不需要可信第三方,同时增强了用户位置隐私。该方法采用修改的Hilbert曲线映射技术将地图中用户的每个位置投影到一维空间,通过组合k匿名和差分隐私技术随机产生扰动,并将扰动位置作为用户真实位置提交给服务商。为了解决移动设备资源受限问题,采用基于四分树的方法将用户的上下文存储和转换为比特流,由此获得了有效的时空复杂度和很高的检索准确率。安全分析表明,该方法能有效保护用户位置隐私;实验评估表明,与采用标准Hilbert曲线映射的方法相比检索准确率平均提高了15.4%。所提方法在隐私保护和服务精度之间取得了较好的权衡,对隐私保护系统设计具有一定的理论和实际意义。     

车联网环境下的隐私安全度量方法

阐释了车联网的特点、隐私特性和隐私攻击等,从身份隐私、位置隐私、数据隐私三个方面阐述了不同类型隐私在隐私保护方面的特点和需求,并梳理了针对不同隐私类型的隐私保护关键技术和方法演进;在此基础上,研究了不同类型隐私的隐私度量代表性方案、理论模型、度量难题等方面,归纳了涉及车联网环境下隐私度量的8个关键属性,并讨论了相关的32个度量指标。最后,总结了车联网隐私度量的未来研究方向及挑战。     

基于LBS的连续查询位置隐私保护模型的动态规划算法

针对现有的算法大多都是静态位置隐私保护的,如果将静态算法应用于动态的连续查询中,会导致位置隐私泄露,提出了一种基于连续查询的动态规划改进算法,旨在保护用户的位置隐私,仿真实验结果证明:该算法在匿名处理时间、匿名成功率和轨迹扭曲度等方面优于现有算法.     

一种分配查询的k-匿名位置隐私保护方案

针对基于位置服务中移动终端用户位置隐私保护存在时空关联和背景知识攻击的问题,提出一种分配查询的k-匿名位置隐私保护方案。基于查询概率和欧氏距离,在相邻网格区域内筛选假位置,合并真实用户位置形成k-匿名;通过兴趣点语义四叉树为假位置分配合理的查询,从时间、位置及查询3个维度提升用户被识别的不确定性,从而增强用户隐私度。安全性分析表明,提出的方案满足匿名性、不可伪造性和抵抗查询服务跟踪等安全特性。仿真实验表明,提出的方案具有较高的隐私保护度和效率以及较低的通信开销。     

5G环境下移动用户位置隐私保护方法研究

为解决5G环境下高频次位置服务（location based service,LBS）带来的位置隐私暴露问题,分析了5G环境下移动用户位置隐私泄露风险,梳理了已有隐私保护技术,并对3类常见方法进行分析对比,针对5G环境下位置隐私保护面临的新挑战,提出了一种适合5G环境的隐私保护方法,即融合定位隐私保护方法.该方法通过降维初步处理、融合隐私算法及传输加密方法,在不提升复杂度的情况下,处理了从定位维度选择、定位中间过程乃至传输全链路的风险.仿真分析结果表明,该方法能在混合场景下实现高效的隐私保护,适用于5G超密集高频次位置服务.      

基于匿名方法的数据发布隐私泄露控制技术研究进展

介绍主要的数据匿名保护模型,总结分析基于泛化和隐匿、基于聚类、基于交换和分解的数据匿名化算法的研究成果和存在的问题,指出数据发布的匿名化技术还需要在同质性攻击和背景知识攻击、动态性数据的隐私保护、个性化的隐私保护、数据发布自适应机制、面向应用的隐私保护和多属性数据集的隐私保护等几个方面做进一步的研究。     

一种基于隐私拆分的轨迹隐私保护方法

针对连续位置服务中的位置隐私问题,提出一种基于隐私拆分的轨迹隐私保护方法.首先,系统分析轨迹中基于时空关联的位置攻击方法,提出历史、空间和行进3种位置相关性,并利用差分隐私模型,建立单点位置的发布对查询轨迹的前向和后向隐私风险评估机制.在此基础上,提出一种基于多服务器的交替查询机制,通过拆分查询轨迹,消除轨迹中位置间的相关性,提高轨迹的隐私安全.最后,基于真实数据集的仿真实验验证模型的有效性和可行性.     

一种移动社交网络的协同定位隐私保护方法

基于位置服务的移动社交网络中用户分享携带位置和好友标签的信息,不仅会影响用户位置隐私也会泄漏好友的位置信息,从而导致基于协同定位信息攻击的位置隐私泄露问题.为此,文中提出了一种防御协同定位信息攻击的位置隐私保护方法,设计了基于用户与好友线上交互的关系强度计算方法,给出了关系强度与位置隐私保护需求的关联和量化方法,实现了一种基于协同定位信息隐藏和时间调整(CCTA)的位置隐私保护算法.在推特数据集上的实验结果表明,文中方法能满足用户位置隐私保护需求,且保护效果最佳.     

一种基于多元数据的假位置筛选算法

移动通信设备和定位技术的普及刺激了对基于位置的服务(Location-Based Services,LBS)日益增长的需求和LBS的发展,这为人们的生活带来了极大的便利,同时也给隐私保护带来了新的挑战.因此,设计一种安全的方案来保护用户的位置隐私至关重要.已存文献提出的假位置隐私保护方案没有充分考虑攻击者具有背景知识,...     

一种地理围栏服务中的LBS隐私保护方法

地理围栏技术广泛应用于推荐系统、广告推送等服务中,存在严重的位置隐私泄露风险。针对地理围栏服务中的触发查询问题,设计了基于位置服务(location-based services,LBS)隐私保护模型。该模型基于安全三方计算理论,遵循位置模糊和位置k-匿名的理念,达到了身份不可关联和位置不可追踪的目标。借鉴计算几何方法解决了触发查询场景下的位置匿名隐藏问题,利用密码学原理实现用户身份秘密认证。从理论上分析了模型的安全性,从隐私保护角度来看,攻击者没有从LBS系统中获得新知识。实验验证了模型的计算效率和通信负载都优于传统的时空匿名方法。     

一种面向连续查询的虚拟轨迹隐私保护方法

随着全球移动定位设备的普及和网络通信技术的发展,催生出基于位置服务的应用(LBS)。享受LBS带来的便利服务的同时,用户的位置轨迹隐私保护受到严峻考验。现有的位置隐私保护方法大多针对用户单次查询设计,不能适用于连续查询;且匿名效果不佳。提出了一种采用中心服务器结构的假轨迹匿名方案,通过持续选择匿名区域内长时间所在的移动用户生成假位置点,构成虚拟轨迹的方式来混淆攻击者的判断,从而达到保护用户轨迹隐私的目的。仿真实验结果表明方法有效可行。     

基于差分隐私的LBS用户位置隐私保护方案

为了兼顾共享位置数据的可用性和隐私保护需求,针对第三方收集的用户共享位置信息,提出了一种基于差分隐私的LBS用户位置隐私保护方案.首先,对共享位置数据集进行预处理,使用字典查询方式构建位置事务数据库,采用Trie树结构存储位置数据和频率,提高查询效率,减少加噪次数;其次,在Trie树上进行频繁位置选取,并使用差分隐私下...     

圆形区域划分的k-匿名位置隐私保护方法

用户位置信息的准确度反比于用户的隐私保护安全系数k(privacy protection level),正比于查询服务质量;为了平衡由位置信息的准确性引起的隐私保护安全与查询服务质量之间的矛盾,借助位置k-匿名模型,提出了圆形区域划分匿名方法.将整个区域划分为相切圆及相邻的4个相切圆的顶点组成的曲边菱形形成的组合区域,当用户位置区域含有的用户数量不满足隐私保护安全系数要求时,利用区域扩充公式得到合适的匿名区域.实验结果表明该方法减小了匿名区域的面积,提高了相对匿名度,从而平衡了k与QoS的矛盾;并从匿名成功率、服务质量和信息处理时间3个角度确定了基于位置k-匿名隐私保护方法的评估模型.     

基于分散子匿名区域的位置隐私保护方法

针对传统匿名方法存在查询结果不精确、通信开销大等不足,提出一种新的位置匿名方法,并为匿名模型提出了基于熵的隐私度量方法。相对于传统的匿名方法而言,该方法将匿名区域分裂为几个分散的子匿名区域,并用子匿名区域的中心位置代替子匿名内用户的真实位置向LBS服务器发起查询。该方法能使用户在保护自身隐私的同时相对地得出自己的精确查询结果。理论分析表明,该方法能将匿名器与LBS服务器之间的通信量降到最低,提高查询服务的质量。在用户稀少的场景下,方法的优越性更加明显。     

基于位置隐私保护研究综述

近年来,随着无线通信技术和定位技术的发展,与基于位置服务(Location-Based Services,LBS)有关的应用受到越来越多人的使用和重视.一方面LBS为人们的生活带来了很大的便利,而另一方面用户的隐私泄露风险也成为最大的安全威胁.用户的隐私主要包括用户时空位置隐私、有关时间序列的轨迹隐私和用户身份隐私.国内外研究学者针对该问题的基于不同的隐私保护技术系统结构提出了诸多解决方法,可分为假名技术、假位置技术和隐匿时空技术,分别保护了用户的身份信息隐私、位置隐私和轨迹隐私.本文对比现有的隐私保护技术,分析了LBS面临的挑战,归纳了现有的研究工作,并指出了未来的研究方向.