[发明专利]一种基于语义上下文的位置隐私保护方法

说明书

本发明公开了一种基于语义上下文的位置隐私保护方法，包括如下步骤：(1)中心匿名服务器初始化地图数据，将地图数据模型化为公路网络；(2)用户根据需求发起查询，将定位信息，查询内容，隐私需求及身份信息封装成消息Q发送给中心匿名服务器；(3)中心匿名服务器根据Q，分析确定用户在路网上的位置Loc,初始化匿名集S＝{Loc}，初始化缓冲匿名集ES＝{}和ES’＝{S}。本发明具有在匿名成功率及降低匿名集大小两方面具有良好的效果等优点。

技术领域

本发明涉及一种隐私保护技术，尤其涉及一种基于语义上下文的位置隐私保护方法，该位置隐私保护方法为一种基于语义上下文并且考虑了移动用户在不同语义位置的隐私保护方法。

背景技术

在科技发展水平极高的今天，定位技术已不仅仅局限于军事用途，随着移动设备的普及被广泛应用到人们日常生活中，如导航，查询等。基于定位技术与移动设备，一种新型的数据请求方式应运而生--基于位置的服务(Location-based Service：LBS)技术；该方式根据用户的定位，为用户提供各类服务。例如，用户开启某购物应用程序后，购物系统根据用户的定位信息推荐一些靠近用户位置的商铺信息；再如，用户到某一地方后，打开地图应用程序，查询附近的酒店，超市等。基于定位的服务改变了人们的生活方式和出行方式，但问题也随之而来，用户享受这一类服务的前提是提供自身的位置信息，个人查询信息等，这将会直接或间接泄露用户隐私信息。例如，用户Alice请求其所在位置附近的酒店，则可能暴露用户所在的位置；再如，用户Alice基于定位导航到某专科医院，则可以推测出用户可能存在健康问题。

精确的位置信息可以确保用户享受精确的位置服务，但精确的位置信息也可能严重损害用户的隐私安全；如何平衡用户隐私保护程度与用户享受的服务质量是LBS中隐私保护的重要研究课题之一。针对LBS中的隐私保护问题，学者们进行了大量的研究，这些研究大致可以分类以下两类：1)保护用户的位置；2)保护用户的身份。假位置、空间转换、隐匿空间等是最常用的位置隐私保护方法。假位置是指随机伪造一个假的位置代替用户的真实位置发起查询，为保证服务质量，该方法通常会限定一个范围，伪造的位置仅能在该范围内；空间转换的主要思想是将用户所在位置进行平移或旋转得到一个新的位置，使用新的位置代替用户所在位置发起查询；隐匿空间的主要思想是将用户所在位置拓展为一个区域，使用该区域代替用户所在位置发起查询，通常对隐匿空间还设定一些其他的要求，如隐匿空间内用户数目不少于K。

针对身份保护方面，常用的方法有：假名，混合区域等。假名主要思想是使用伪造的身份代替用户真实身份发起查询；混合区域是指在路网上设定一些区域，用户进入区域后遵守如下约定：不能发起查询，随机与区域内其他用户进行身份交换。当用户离开区域后，攻击者所看到的用户信息并非其真实身份。

上述方法虽然在一定程度上保护了用户的隐私信息，但有的还存在一些弱点，容易被攻击利用；例如假位置方法中所随机伪造的位置可能位于不合理的地点，如某些禁止船只通行的河里；隐匿空间如包含不合理的区域，则攻击者可以缩小隐匿空间的面积，增加定位用户所在位置的概率。此外，区域中除了用户数，路段数过少会导致用户隐私泄露之外，区域中的语义信息也是导致用户隐私泄露的因素之一，如用户数次在某一个专科医院发起查询，攻击者则可从专科医院这一语义位置推测用户可能暂时在该医院治疗，从而推测该用户存在健康问题。现存方法中，考虑了语义因素的方法较少，具体如下：

1)Xue等人的文章《Location Diversity:Enhanced Privacy Protection inLocation Based Services》提出每次查询中必须包含L个不同语义类型的位置，从而攻击者无法得知用户发起查询位置的语义，但该方法无考虑各位置语义对用户而言敏感程度不同的情况，仍容易被攻击者推理识破；