[发明专利]一种维持统计特征不变的跨路网位置匿名方法

说明书

本发明公开一种维持统计特征不变的跨路网位置匿名方法，首先根据目标区内的道路分布情况，提取路网进行划分得到路网区域；然后根据实际需要的保护范围和路网区域质心位置，构造满足保护要求的位置匿名候选集合；最后根据待保护路网区域与候选集合中路网区域之间的位置点数量差、质心点距离等参数的大小确定位置匿名的路网区域，通过位置交换的方式进行跨路网的位置匿名。本发明利用路网划分路网区域，在不同路网区域之间进行位置匿名，可以避免攻击者利用位置与属地关系的背景知识获取用户隐私；本发明通过位置交换的方式进行位置匿名，能够维持整体数据的统计特征不发生变化，不影响隐私保护后数据的可用性。

技术领域

本发明涉及信息安全领域，特别涉及一种空间位置大数据的隐私保护方法。

背景技术

随着GPS和基站定位等技术的发展，移动运营商可以获取大量移动用户的空间位置信息，这些位置信息通过分析和挖掘可以为政府、企业和个人提供决策服务。但是，用户在获取这些服务的过程中，也面临个人敏感信息泄露的风险。因此，如何在保护用户隐私的同时又能为用户提供高质量的数据分析与决策服务，是空间数据服务过程中必须解决的重要科学问题。

国内外学者在位置隐私保护方面已进行了许多有益的研究，包括：Meyerowitz等人提出了一个能够确保位置数据在线匿名的CacheCloak系统；Zhang等人把位置区域栅格化成敏感和非敏感区域，当移动对象进入敏感区域时，将抑制或推迟发布其位置更新；黄毅等人通过用户之间协作形成匿名组，匿名组内的用户用该组的密度中心代替真实位置来实现k-匿名的效果；Shin等人基于多边形和聚类的时空混合隐私保护机制，实现对用户位置的泛化，通过概率k匿名来评估用户的位置匿名水平。但是，现有位置隐私保护方法不能较好的满足空间数据服务的需求，尤其针对空间位置大数据，需要提出新的方法来提高隐私保护的抗攻击能力和隐私保护后数据的可用性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种维持统计特征不变的跨路网位置匿名方法，以解决上述技术问题。本发明，首先根据目标区内的道路分布情况，提取路网进行划分得到路网区域；然后根据实际需要的保护范围和路网区域质心位置，构造满足保护要求的位置匿名候选集合；最后根据待保护路网区域与候选集合中路网区域之间的位置点数量差、质心点距离等参数的大小确定位置匿名的路网区域，通过位置交换的方式进行跨路网的位置匿名。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种维持统计特征不变的跨路网位置匿名方法，包括以下步骤：

A.提取路网对目标区进行划分形成路网区域：根据目标区域内的道路分布情况，提取路网实现对目标区域的划分，并获取路网区域包含的位置点数量、路网区域质心位置特征；

B.构造满足保护要求的位置匿名候选集合：根据实际需要的保护区范围和路网区域质心位置，将满足条件的路网区域组成待保护路网区域的候选集合，并计算待保护路网区域与候选集合中路网区域之间未匿名的位置点数量差、质心点距离参数；

C.维持统计特征不变的跨路网位置匿名：根据位置点数量差、质心点距离的大小，在候选集合中确定位置匿名的路网区域，通过位置交换的方式对待保护路网区域中的位置点进行跨路网的匿名。

进一步的，步骤A具体包括以下步骤：

设目标区G左下角和右上角的坐标分别为(X_MIN，Y_MIN)、(X_MAX，Y_MAX)，以此范围在开放API上面截取目标区地图图片，通过颜色空间变换、腐蚀、膨胀、边界提取、包含关系判断操作，得到划分后的路网区域R₁、R₂、…、R_i、…、R_M；