基于位置服務(wù)的隱私保護(hù)研究.pdf

1、基于位置的服務(wù)(Location Based Service,LBS)在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)中占據(jù)重要地位,用戶可以隨時(shí)、透明的享受興趣點(diǎn)查詢和位置分享等服務(wù)。然而,LBS服務(wù)以位置為代價(jià)的查詢將引起越來越多的隱私泄露問題,直接影響移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的發(fā)展。因此,保護(hù)移動(dòng)用戶的隱私問題是LBS服務(wù)的關(guān)鍵核心,具有十分重要的研究意義和應(yīng)用價(jià)值。如何在保護(hù)隱私前提下提供高質(zhì)量的查詢服務(wù)是LBS發(fā)展中首要解決的問題,本文針對移動(dòng)用戶在LBS中的位置隱私

2、、查詢隱私、身份隱私及語義隱私等安全問題,在路網(wǎng)環(huán)境、3D表面環(huán)境、P2P(Peer-to-Peer)環(huán)境三種不同空間網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行分析研究,取得了如下的創(chuàng)新成果:
　　1.路網(wǎng)環(huán)境下保護(hù)敏感語義的位置匿名機(jī)制
　　針對路網(wǎng)環(huán)境下可能存在單路段攻擊和語義推斷攻擊的問題,設(shè)計(jì)了一種新穎的個(gè)性化保護(hù)敏感語義的位置匿名機(jī)制。該機(jī)制在二層非集中架構(gòu)下,將路網(wǎng)圖轉(zhuǎn)化為以路段交叉點(diǎn)和語義位置為中心點(diǎn)的Voronoi分割圖,采用信息熵理論來度

3、量語義隱私的安全性,根據(jù)該度量進(jìn)行Voronoi分割區(qū)域的“有選擇”擴(kuò)展,以構(gòu)建語義安全的匿名區(qū)域。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,同典型的路網(wǎng)擴(kuò)展(EA)算法相比,該機(jī)制的隱私保護(hù)度有顯著提高,并能在隱私保護(hù)和成本開銷之間達(dá)到一個(gè)很好的平衡。
　　2.復(fù)雜環(huán)境下保護(hù)位置隱私的近鄰查詢算法
　　針對歐氏空間中保護(hù)隱私的近鄰服務(wù)不具有一般性的問題,第一次在復(fù)雜3D地形表面上研究近鄰查詢服務(wù),提出了保護(hù)位置隱私的近鄰查詢算法。該算法利用單純剖分法

4、對3D曲面進(jìn)行三角化,將用戶位置用某個(gè)三角區(qū)域進(jìn)行空間泛化,引入三角網(wǎng)格上近似測地線測距法進(jìn)行較精確的近鄰計(jì)算,利用可交換加密對三角泛化格序號的哈希值進(jìn)行交互,以實(shí)現(xiàn)保護(hù)隱私的近鄰查詢服務(wù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在3D曲面環(huán)境下,同典型的C-H&Hash和C-H&Seek相比,該算法有明顯的高服務(wù)質(zhì)量優(yōu)勢,同時(shí)也能提供比隱私需求更高的位置隱私保護(hù)水平。
　　3.P2P架構(gòu)下查詢請求隱私保護(hù)算法
　　針對P2P架構(gòu)下查詢同質(zhì)攻擊及對等

5、節(jié)點(diǎn)位置分享面臨的推斷攻擊等問題,提出P2P架構(gòu)下查詢請求隱私保護(hù)算法。該算法利用“非精確位置響應(yīng)機(jī)制”實(shí)現(xiàn)K-1個(gè)對等節(jié)點(diǎn)的搜索,有效的阻止了對等節(jié)點(diǎn)位置分享面臨的推斷攻擊,采用信息熵理論來度量查詢隱私的安全性,利用“歷史分享機(jī)制”實(shí)現(xiàn)查詢的L-差異性,并利用“實(shí)時(shí)分享機(jī)制”有效的提升“歷史分享機(jī)制”的查詢效率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,同傳統(tǒng)的只考慮K-匿名需求的P2P_CK算法相比,該算法在隱私保護(hù)度上有明顯優(yōu)勢,且“實(shí)時(shí)分享機(jī)制”具有較好的