基于随机偏移和零交集偏移的匿名区域切换算法

近年来,LBS技术迅猛发展,渗透着我们生活的方方面面,与此同时个人位置隐私安全也成为一个不容忽视的社会问题。通过对普通匿名区域生成算法改进,提出了匿名区域偏移切换算法与匿名区域零交集偏移切换算法。匿名区域偏移切换算法对普通匿名区域生成算法产生的匿名区域进行偏移,偏移与用户分布情况有关,具有随机性。匿名区域零交集偏移切换算法则对匿名区域偏移切换算法中匿名区域的偏移量作进一步要求,使得切换前、后的匿名区域无交集,进一步提升抵御攻击能力。经过实验验证,两种改进算法在抵御攻击的能力和提升匿名区域切换的成功率方面有良好表现。     

数据库驱动认知无线电网络位置隐私的攻击与保护

针对数据库驱动认知无线电网络(cognitive radio networks)存在的位置隐私泄露风险,提出两种攻击方法:覆盖交集攻击和频道切换攻击,可根据二级用户(secondary user,SU)频道使用情况,在不直接获取查询信息中的位置信息的前提下,间接推断SU位置。为应对上述攻击,提出查询信息盲化机制来实现隐私保护的频谱查询,同时对频道选择方案进行优化使得SU能够最大程度地保护自身位置隐私。根据真实数据进行的攻击实验提高了对SU的定位精度,基于模拟数据的隐私保护方案验证实验证明了本文提出的保护方案的有效性和效率。     

基于个性化隐私需求的查询隐私保护算法研究

现有大多数基于位置服务（location based service,LBS）的隐私保护算法都将对用户位置隐私的保护等同于对整个LBS查询服务隐私的保护. 但是,在用户位置信息已知的前提下,这些算法有可能面临推断攻击. 在考虑用户个性化隐私需求的情况下,基于四分树结构提出了能够避免此类推断攻击的隐私保护算法;为了有效的减小隐惹区域的大小基于半象限的定义对该算法进行了进一步优化. 最后,通过仿真实验验证了算法抵御推理攻击的有效性.     

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.     

位置隐私泄露的一种度量方法

现有的文献大都是对位置隐私保护算法的研究,对于位置隐私保护算法的隐私性度量的研究相对缺乏。为此,针对贪心法的位置K-匿名算法(Greedy-based Location K-anonymous Algorithm,GLKA)提出位置隐私泄露的度量方法。该方法以KL散度(Kullback-Leibler divergence)为基础,将攻击者的背景知识融入其中,用以度量匿名区域中用户位置隐私的泄露。仿真实验表明,该度量方法可以有效地度量攻击者在具有背景知识的情况下,用户位置隐私泄露的水平,从而为位置隐私保护算法的设计与实现提供一定的参考。     

K-匿名批量认证的位置隐私保护机制

针对当前位置隐私的安全与效率问题,提出一种k-匿名批量认证的位置隐私保护方案。方案在基于位置服务(location based service, LBS)请求用户身份匿名化处理的基础上,在相邻网格区域中生成2k个假位置,采用位置熵进一步选取最优的k-1个,合并真实用户位置形成k-匿名,增强用户隐私度;通过LBS批量认证k个用户匿名身份,提高运算效率,降低服务响应时间。安全性分析表明,提出的方案满足匿名性、不可伪造性、抗假冒攻击等安全特性。仿真结果表明,提出的方案不仅在隐私度方面具有一定的优越性,而且在效率上也有所提升。     

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。     

基于本地差分隐私的Wi-Fi指纹定位隐私保护方法

针对当前位置隐私保护中遭遇的背景知识攻击,服务器不可靠等原因所造成的问题,在Wi-Fi指纹定位技术的基础上,结合RAPPOR算法,提出了一种满足本地差分隐私的室内位置隐私保护方法.该方法通过参考点的无线电信号特征来划分位室内环境的区域,使得用户数据满足RAPPOR算法的输入,最后将扰动向量作为输出发送到服务器端.在真实数据集上的实验也表明,该方案在保证位置隐私的前提下也能得到不错的数据效用性.     

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。     

抵御背景知识推理攻击的服务相似性位置k匿名隐私保护方法

针对已有位置k匿名方法不能很好地权衡位置隐私和服务可用性之间的关系、易于遭受背景知识推理攻击、资源开销大的问题,提出了一种抵御推理攻击的服务相似性位置k匿名隐私保护方法。通过引入服务相似性生成标签相似地图,并根据服务相似度将用户所在分区与其他分区合并,生成满足用户服务质量需求的匿名候选区。为抵御推理攻击,在选择k匿名集时使用位置熵对攻击者的背景知识进行量化以生成熵最大的k匿名集。在生成k匿名集时,采用贪心策略并在匿名集随机选取一个位置点请求服务以降低资源开销。安全性分析和实验结果表明:相较于已有位置k匿名方法,在相同条件下,所提方法的隐私保护度和服务可用性平均提高了48.49%和60.01%,时间开销和通信开销平均降低了86.12%和66.57%。所提方法在隐私保护度、服务可用性和资源开销之间取得了更好的权衡,且可有效抵御背景知识推理攻击。     

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.     

基于普通匿名区域生成的改进算法

为降低个人位置信息在LBS应用过程中的泄露风险,基于普通匿名区域生成算法提出了迭代搜索线性偏移区域切换算法与分布式匿名区域外溢切换算法.迭代搜索线性偏移区域切换算法对区域中心点进行线性偏移来提高匿名区域切换成功率;分布式匿名区域外溢切换算法根据区域用户分布情况来决定生成区域的方位,对匿名区域实行分布式和外溢处理,抵御攻...     

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...     

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.     

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.     

基于轨迹方向的轨迹隐私保护算法

给出了一种基于轨迹运行方向的轨迹隐私保护算法.在隐私保护中,假轨迹法是位置服务中一种广泛使用的有效方法,但在用户的连续运动中,用户发出服务请求的位置可能出现在轨迹中的任何一点,如何让生成的假轨迹更加逼真是一个不小的挑战.针对此问题,本文提出了基于轨迹方向的轨迹隐私保护算法TPPA-TD.采用此算法,中间服务器可以根据用户不同的隐私需求,形成不同相似度的假轨迹,从而降低用户轨迹被攻击者发现的概率.实验结果表明,与传统的随机生成法相比,TPPA-TD在用户的隐私要求较高时能够生成更多的假轨迹,而且生成的假轨迹与用户的真实轨迹更加逼真.     

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。     

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.     

基于SpaceTwist改进的位置隐私保护方法

移动互联网中基于位置服务的查询质量与位置隐私保护二者的权衡问题是目前研究热点之一.提出一种基于SpaceTwist方案的k匿名增量查询位置隐私保护方法,采用客户-服务器架构,对用户真实位置形成k匿名区并以供应匿名区形心作为锚点,经匿名变换后将真实位置排除于匿名区域外,并以增量形式改变查询范围来返回查询结果集.避免使用第三方服务器使其成为攻击点,在提高查询准确度的同时保证了用户位置隐私的效果.     

基于扇形区域的无线传感器网络位置隐私保护

传统的无线传感器网络位置隐私保护算法没有很好地实现安全性与网络能耗之间的均衡.为了解决这个问题,提出了一种基于扇形区域的随机中继节点路由算法,通过调整扇形区域的大小来控制路由路径的范围,并采用随机选取扇形子区域作为下一跳路由节点可选区域的机制来实现源节点的位置隐私保护.仿真实验结果表明,与幻影路由等其他路由算法相比,所提的路由算法可以在不影响数据投递率的前提下,有效地保护源节点的位置隐私,网络能耗较少.同时,该算法具有较好的灵活性,用户可根据实际需求设置高安全性或低能耗模式.