[发明专利]推荐系统中基于假轨迹的位置隐私保护方法

说明书

本发明公开了一种用于推荐系统的基于假轨迹的位置隐私保护方法。其技术方案是：1.建立由用户、公共位置数据库、推荐服务运营商构成的通信系统框架；2.用户缓存真实位置轨迹，并转换成对应的语义轨迹；3.用户对公共位置数据库中位置数据的语义类别建立位置类别层次树，并根据位置数据的相似度进行聚类；4.用户利用维特比算法生成假轨迹；5.用户将假轨迹上传推荐服务运营商，保护用户位置隐私。本发明将用户真实位置的语义类别作为维特比算法的输入生成假轨迹，计算中不涉及用户的真实位置，使服务运营商难以推测用户的位置，在保护用户位置隐私的同时提高推荐系统的服务质量，可用于用户兴趣推荐的移动社交网络。

技术领域

本发明属于无线网络技术领域，涉及位置隐私的保护，用于用户兴趣推荐的移动社交网络。

背景技术

社交网络，是随着Email、BBS、博客、微博等Internet的应用而自然发展起来的反映社会交往群体的一种形态，是提供一个在人群中分享兴趣、爱好、状态和活动等信息的在线平台。随着智能手机、车载移动终端等多种移动设备的普及，以及传感网技术的应用，使用移动终端设备来访问社交网络越来越流行，移动社交网络逐渐成为主流。根据尼尔森在2013年2月发布的最新报告显示，目前全球超过一半社交网络用户通过手机等移动设备来访问社交网络。在移动社交网络的所有应用中，基于位置服务(LBS)的应用非常流行。无论是传统的天气预报提示、GPS导航信息，还是Twitter、Facebook、Foursquare、微信等应用都得到了广泛的关注和发展。利用基于位置的推荐服务的移动社交网络，用户可以更加准确、高效地同具有相同兴趣爱好的人或物发生联系，建立起自己的社交网络圈，从而更好地融入周围环境。

然而，在用户享受移动社交网络便利时，其隐私也可能已经暴露给了不可信的第三方。例如，用户希望上传自己的历史位置轨迹和当前所在位置给推荐服务运营商来获取推荐服务，在这种场景下，用户如果完全上传自己真实的位置信息，可能会泄露当前的位置信息，即位置隐私，以及由位置推出的其它相关敏感信息，包括健康状况、社会地位，家庭和工作住址等；而如果用户使用GPS导航软件，则会连续不断地将自己的位置信息发送给服务运营商，这样，除了泄漏上述的隐私以外，还会泄漏用户在某段时间的移动轨迹，日程安排等信息。因此，用户需要面临一个选择：一方面，用户需要向服务运营商提供更加精确的位置才能获取高质量的基于位置的推荐服务；另一方面，精确的位置信息又会泄漏用户的隐私。正是因为这些顾虑，使得很多潜在用户对使用基于位置推荐服务的移动社交网络望而却步。

无论是政府、工业界还是学术界，都对这一问题给予了极大关注。例如欧洲委员会通过了《隐私与电子通信法》，对电子通信处理个人数据时的隐私保护问题给出了明确的法律规定；运营商方面，全球最大的移动通信运营商之一沃达丰也制订了一套隐私管理业务条例；而在学术界，这一问题也得到了广泛的研究。

目前常见的一些位置隐私保护方案主要有基于位置匿名的方法和基于混淆的方法。

在基于位置匿名的方法中，用户的真实位置由于被隐藏在若干个位置中而无法被区分。在这类方法中，k-匿名是一种广泛采用的隐私程度衡量标准。当用户的位置被隐藏在k个位置中且每个位置被认为是真实位置的概率都相等时，便达到了k-匿名。传统的集中式位置匿名方法需要依赖可信第三方将邻近的k个用户在服务请求中提供的位置进行混合后再向服务提供商发出请求以达到k-匿名。然而，由于可信第三方掌握全部用户的位置信息，一旦被黑客攻击，系统中全部用户的隐私将被泄露。为了消除对可信第三方的依赖，Kido等人首次提出了分布式的位置匿名方法，通过用户自己产生虚假用户来达到k-匿名，以消除对可信第三方的依赖。然而由于服务运营商掌握大量边信息而用户的信息则有限，这种信息的不平衡导致用户很难自己产生对服务运营商具有足够隐藏性的虚假用户信息。因此用户自己选择虚假用户的方法很难真正地达到k-匿名的隐私保护程度。