移動(dòng)感知計(jì)算中位置和軌跡隱私保護(hù)研究.pdf

1、隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的普及，參與感知（Participatory Sensing）和基于位置的服務(wù)（Location-based Services）等移動(dòng)感知應(yīng)用得到廣泛的關(guān)注。在這些應(yīng)用中，用戶(hù)位置和軌跡作為準(zhǔn)標(biāo)識(shí)符深刻地反映出用戶(hù)的敏感信息，如家庭住址、健康狀況、生活習(xí)慣等。為了使用戶(hù)愿意共享自己收集到的本地知識(shí)，同時(shí)也愿意使用各類(lèi)與位置相關(guān)的應(yīng)用服務(wù)，研究位置和軌跡隱私保護(hù)對(duì)保障用戶(hù)的人身安全，促進(jìn)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的健康發(fā)展有著重要的意義。<

2、br>　　本文研究數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)使用過(guò)程中用戶(hù)位置和軌跡隱私保護(hù)，內(nèi)容包括：參與感知中位置隱私和服務(wù)質(zhì)量均衡及軌跡隱私保護(hù)機(jī)制；面向參與感知的軌跡隱私保護(hù)框架；用戶(hù)軌跡隱私和數(shù)據(jù)效用均衡的個(gè)性化匿名模型；基于位置的服務(wù)中位置隱私保護(hù)群組最近鄰查詢(xún)方法。所取得的主要研究成果有：
　　1.研究參與感知中位置隱私和服務(wù)質(zhì)量均衡及軌跡隱私保護(hù)的機(jī)制。針對(duì)參與感知應(yīng)用中需要用戶(hù)精確位置的問(wèn)題，基于假位置技術(shù)提出一種符合實(shí)際的位置隱私保護(hù)方法

3、，同時(shí)滿(mǎn)足高質(zhì)量服務(wù)的要求；在此基礎(chǔ)上，提出一種構(gòu)造與用戶(hù)軌跡相似的多條軌跡的方法實(shí)現(xiàn)用戶(hù)軌跡隱私保護(hù)。然后，引入方案的評(píng)估框架并給出一種度量用戶(hù)軌跡與所構(gòu)造軌跡相似關(guān)系的方法。最后，基于該評(píng)估框架的仿真結(jié)果驗(yàn)證了方案的有效性。
　　2.基于對(duì)現(xiàn)有軌跡隱私保護(hù)技術(shù)的分析，提出一種面向參與感知的軌跡隱私保護(hù)框架TrPF，用來(lái)保護(hù)用戶(hù)身份與用戶(hù)軌跡之間的鏈接關(guān)系不被泄露。在TrPF中，結(jié)合改進(jìn)的理論混合區(qū)、假名技術(shù)和k-匿名技術(shù)將軌跡

4、隱私保護(hù)局部化，通過(guò)僅處理軌跡中的敏感部分實(shí)現(xiàn)參與感知中用戶(hù)身份與用戶(hù)軌跡之間去鏈接化。對(duì)比現(xiàn)有的軌跡隱私保護(hù)方法，本文方案在實(shí)現(xiàn)用戶(hù)軌跡保護(hù)的同時(shí)，能有效降低信息損失量和存儲(chǔ)開(kāi)銷(xiāo)。
　　3.考慮到用戶(hù)軌跡隱私和數(shù)據(jù)效用之間的權(quán)衡，根據(jù)用戶(hù)在不同應(yīng)用環(huán)境中的動(dòng)態(tài)需求，提出一種個(gè)性化軌跡匿名模型用來(lái)選擇滿(mǎn)足用戶(hù)需求的軌跡k-匿名集合。具體匿名過(guò)程包括軌跡預(yù)處理、軌跡圖模型的構(gòu)造、軌跡k-匿名集合的選擇。該過(guò)程通過(guò)將軌跡間關(guān)系抽象為相

5、應(yīng)的圖模型，利用圖論中的貪心算法實(shí)現(xiàn)軌跡k-匿名集合的選擇。仿真結(jié)果表明本文方案能提供符合用戶(hù)個(gè)性化需求的軌跡k-匿名集合。
　　4.為了實(shí)現(xiàn)基于位置的服務(wù)中面向位置隱私保護(hù)的群組最近鄰查詢(xún)，在分布式點(diǎn)對(duì)點(diǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)下，根據(jù)群組中用戶(hù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息，提出利用位置隨機(jī)擾動(dòng)和門(mén)限秘密共享的Paillier密碼系統(tǒng)來(lái)計(jì)算用戶(hù)群組質(zhì)心。通過(guò)計(jì)算得到的群組質(zhì)心位置來(lái)實(shí)現(xiàn)群組最近鄰查詢(xún)，同時(shí)保護(hù)群組中每個(gè)用戶(hù)的位置隱私。與現(xiàn)有的相關(guān)工作相比，本文