[发明专利]一种基于缓存和位置预测机制的轨迹隐私保护方法

权利要求书

1.一种基于缓存和位置预测机制的轨迹隐私保护方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：依据查询请求对请求客户端所在区域进行网格划分，划分成m×m个大小相等的网格单元，构建网格结构Grid_structure((x₁,y₁),(x₂,y₂),m)，并对网格结构中每个网格单元进行唯一标识；

其中，(x₁,y₁)和(x₂,y₂)分别表示请求客户端所在区域的左下角坐标和右上角坐标；

步骤2：基于请求客户端发出查询请求时的实时位置和查询半径，获取查询半径范围所覆盖的所有网格单元标识；

步骤3：与相邻客户端进行通信，依次在自身客户端和相邻客户端的缓存中查询是否存在步骤2中所述的网格单元标识：

若存在，则依据对应网格单元标识，在客户端缓存中查找请求兴趣点，若找到与查询请求匹配的兴趣点，则发给请求客户端，结束本次查询请求，若不存在，则进入步骤4；

每个客户端的缓存中存有与各自发出的查询请求匹配的兴趣点和兴趣点所在的网格单元标识；

步骤4：使用匿名器公钥对请求消息进行加密后，发送给匿名器；

所述请求消息包括查询请求内容、请求客户端当前位置和运动方向、随机生成的密钥；

步骤5：匿名器收到加密请求后，利用匿名器私钥进行解密，并依据解密后的查询请求内容在匿名器的缓存中进行搜索，将搜索到的查询结果，返回给请求客户端，结束本次查询请求，否则，将未查询过的网格单元标识生成匿名域，发送至LBS服务器进行查询，进入步骤6；

步骤6：LBS服务器对查询请求在匿名域内查询属于各网格单元中兴趣点，并将查询结果采用匿名器的公钥加密后，返回给匿名器；

步骤7：匿名器将从LBS服务器接收的信息进行解密，并与请求客户端需要查询的网格单元标识进行匹配，将匹配的网格单元标识及对应的兴趣点利用请求客户端随机生成的密钥进行对称加密后，返回给请求客户端，同时匿名器将解密后的网格单元标识以及对应的兴趣点更新至匿名器缓存中；

步骤8：请求客户端对从匿名器接收的信息进行解密，获得与查询请求匹配的兴趣点集，并依据请求客户端设定的查询半径，对各兴趣点进行筛选，得到精确查询结果，同时将当前查询请求结果更新至自身缓存中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用基于Markov移动位置预测方法，预测请求客户端在移动过程中的下一个位置，根据Markov预测的下一个位置、数据查询有效期以及网格单元中请求客户端发出查询请求的概率，选择未查询过的网格单元标识形成匿名域。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述采用基于Markov移动位置预测方法，预测请求客户端在移动过程中的下一个位置的具体过程如下：

步骤A1：根据请求客户端的历史轨迹，获得各个停留点，并将各个停留点所在位置对应至网格结构中，得到各个停留点位于网格结构中的网格单元标识；

步骤A2：基于现有的时间距离约束的网格聚类算法，对所有的网格单元标识进行聚类，得到请求客户端在各个网格单元的聚类停留点；

步骤A3：依据聚类停留点，构建请求客户端在不同网格单元中的状态转移矩阵Pr：

Pr＝{p_i,j}

其中，p_i,j表示请求客户端在历史轨迹中从网格单元i移动至网格单元j的概率，w_i→j表示请求客户端在历史轨迹中从网格单元i移动至网格单元j的次数；

步骤A4：依据请求客户端当前位置所在的网格单元，计算移动至周围所有相邻网格单元的概率，选取概率最大的对应网格单元作为下一个移动位置的预测位置L_predict。