[发明专利]一种基于差分隐私的轨迹隐私保护方法与装置

权利要求书

1.一种基于差分隐私的轨迹数据保护方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

1)获取用户在由城市地图转化的无向图中的历史轨迹、真实轨迹T_t、与真实轨迹T_t同起始点和终止点且轨迹长度相同的轨迹集合计算无向图中所有路段间的概率转移矩阵M；

2)根据概率转移矩阵M以及一阶马尔科夫模型，计算轨迹集合中任一条轨迹的先验概率；

3)根据轨迹的相似性，计算轨迹集合中的任一条轨迹T_i混淆到另一条轨迹T_j的混淆概率P(T_i，T_j)，生成一个混淆概率矩阵G；

4)根据贝叶斯攻击模型、混淆概率矩阵G和先验概率计算真实轨迹的后验概率；

5)判断轨迹集合中是否存在一轨迹T^*，该轨迹T^*对真实轨迹和轨迹集合中任一条轨迹T_j(T_j≠T^*)满足公式：

其中，π(T_t)表示真实轨迹的先验概率，σ(T_t)表示真实轨迹的后验概率，P(T_t，T^*)表示目标轨迹混淆至真实轨迹的混淆概率，P(T_j，T^*)表示目标轨迹混淆至轨迹T_j的混淆概率，∈为差分隐私的参数，隐私预算；

若存在，则轨迹T^*为满足差分隐私的目标轨迹，上报目标轨迹T^*与真实轨迹T_t的交集路段；

若不存在，则取消本次上报轨迹。

2.根据权利要求1所述的基于差分隐私的轨迹数据保护方法，其特征在于，所述步骤1)中概率转移矩阵M的计算过程为：

获取城市地图转化的无向图，记为G＝(V，E)，其中，V表示无向图中路口集合，V＝{v₁，v₂，......，v_n}，n表示无向图中路口的总数目；E表示无向图中路段集合，E＝{e₁，e₂，......，e_m}，m表示无向图中路段的总数目；

根据历史轨迹，计数集合E中任一路段e_i跳转到下一个路段e_j的频数N(e_i，e_j)、以及所有经过当前路段e_i的频数N(e_i)，则

其中，j∈{1，2，......，m，j≠i}；

路段e_i与e_j之间的转移概率p(e_i，e_j)为：

由路段集合E中所有的路段之间的转移概率组成的矩阵，即为概率转移矩阵M。

3.根据权利要求2所述的基于差分隐私的轨迹数据保护方法，其特征在于，所述步骤2)中轨迹集合中任一条轨迹记为T，

根据路段集合E，确定真实轨迹T_t在无向图中的路段序列，T_t＝{e_t1，e_t2，......，e_tk}，其中，t为真实轨迹的下标，k为真实轨迹中路段的总数目；

则，轨迹T＝{e₁，e₂，......，e_k}，其先验概率π(T)的计算公式为：

其中，e_x表示轨迹T中的一个路段。