[发明专利]一种基于缓存的位置隐私保护方法

说明书

本发明提供了一种基于缓存的位置隐私保护方法，根据移动用户当前位置缓存不久的将来使用可能性很高的信息点数据，客户端首先检索本地缓存来解决用户查询，缓存未命中再发送查询给LBS服务器，加快查询处理速率，同时减少客户端与服务器的通信频率，增强了用户隐私保护；本发明还提供了一种适用于缓存的距离层次树索引结构和最远距离置换算法，能够有效提高缓存检索速率，以及增加缓存命中率。而且该方法实现过程简单、易操作。

技术领域

本发明属于计算机科学与技术领域，特别涉及一种基于缓存的位置隐私保护方法。

背景技术

随着移动通信技术的飞速发展和智能手机、平板电脑等移动便携设备的广泛普及，用户可以随时随地获取各种各样的服务。当前的智能手机都具备GPS功能，可以快速精准地识别自身位置及其所在地附近大范围的位置信息，由此基于位置的服务(Location-Based Service,LBS)应运而生并引起广泛关注。用户可以使用LBS获取附近的兴趣点的信息，如查找最近的餐厅、车站等。然而在享受LBS带来的便利的同时，用户的隐私也面临着泄露的风险。这是因为用户需要向不可信的LBS服务器发起查询以获取LBS数据，而查询消息包含用户的个人信息，如当前位置和查询偏好等，根据这些信息，LBS服务器可以推断出用户的隐私信息，如工作和家庭地址、生活习性等。同时LBS服务器还可能将用户个人信息泄露给第三方攻击者，造成严重的安全隐患。

为解决LBS中移动用户的隐私安全问题，国内外学者已提出许多隐私保护方法，如著名的K匿名方法等。其中，利用缓存保护用户隐私也是一种可行且有效的解决方案，客户端缓存先前的查询结果以回复将来可能的查询，可以减少发送至LBS服务器的查询数量，从而降低隐私泄露的风险。由于移动智能设备的发展趋向轻量化，其存储空间有限，加之频繁地断开连接和客户端固有的移动性可能导致缓存失效问题，因此移动智能设备必须置换缓存数据以提高缓存命中率。然而，现有的工作多是研究位置匿名化的位置隐私保护方法，或者研究如何量化缓存与隐私之间的关联关系，很少有学者考虑LBS环境下的缓存维护方法来增强隐私保护，而这少部分关于缓存维护方法的研究也是基于传统的内存页面置换算法(如LRU算法)，没有考虑到位置数据的空间属性，因此对提高缓存命中率的效果并不显著。在LBS环境下，当用户持有智能设备从一个位置移动到另一个位置时，某个查询的缓存结果可能会失效，因此位置数据的空间属性是引起缓存数据出现问题的主要因素。

发明内容

本发明针对用户享受位置相关服务的应用场景，设计一种距离层次树索引结构，利用它构建客户端缓存数据的索引，该索引结构能够有效提高缓存数据的检索速率和缓存命中率。客户端首先使用缓存数据解决用户的查询请求，降低与服务器的通信频率，由此提高查询处理效率，保证用户的位置隐私安全。

1.一种基于缓存的位置隐私保护方法，包括以下步骤：

步骤1：客户端使用一种距离层次树索引结构创建本地缓存的所有POI对象的索引；

所述客户端是用户移动智能设备上安装的位置服务相关的应用程序；

所述本地缓存是智能设备上的一块容量有限的存储空间，客户端可以在其上存储POI对象数据；

所述POI对象是信息点数据，POI是信息点，每个POI对象包含该信息点的名称、经纬度信息和地址描述等，用户发送位置相关查询就是请求这些信息点数据；