[发明专利]一种基于轨迹数据的外包云环境隐私保护传染模式挖掘方法

说明书

本发明属于云计算安全领域，公开了一种基于轨迹数据的外包云环境隐私保护传染模式挖掘方法，该方法分为两个阶段，第一阶段：轨迹数据的预处理、加密和外包，首先，数据拥有者对需要上传的轨迹数据集进行预处理，对每个对象的轨迹数据生成相应的编码矩阵，然后通过强抗碰撞的单向哈希函数对编码矩阵生成安全索引矩阵，最后将加密后的轨迹数据和生成的安全索引矩阵上传至云服务器，同时将密钥共享给授权用户；第二阶段：隐私保护传染模式挖掘方法，首先，授权用户将感染对象编号发送至云服务器，云服务器收到感染者编号后进行传染模式挖掘，并将挖掘结果返回给授权用户。本发明能够保证挖掘结果高准确度的条件下，提高挖掘效率，并且易于实现。

技术领域

本发明属于云计算安全领域，具体的说是涉及一种基于轨迹数据的外包云环境隐私保护传染模式挖掘方法。

背景技术

传染模式挖掘是控制流行病爆发的重要手段，目前，对于一些中小型服务提供商来说，他们通过外包云来存储大量的轨迹数据。但是，在这种服务模型中，安全和隐私是主要关注点，因为云服务提供商不是完全可信的，他们可能会泄露或推断机密的地理数据，进而推断用户敏感信息，泄露用户隐私。

传染模式挖掘的传统做法是通过传染者追踪器询问传染者的活动来确定被被感染的对象，但在大规模传染期间十分耗时。还有些做法是通过蓝牙配对来保护用户的绝对位置，避免位置隐私暴露。但是，忽略绝对位置会造成挖掘的低精确性。因此，需要找到平衡挖掘精确性和用户隐私安全的传染模式挖掘方法。

发明内容

为了解决在传染模式挖掘中，云服务提供商在未经授权的情况下访问用户的敏感信息同时保证挖掘结果的精确性，本发明提出了一种基于轨迹数据的外包云环境隐私保护传染模式挖掘方法，该方法能够保证隐私安全性的条件下进行传染模式的挖掘，同时实现简单，挖掘结果精度高，挖掘速度快。

为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提出了一种基于轨迹数据的外包云环境隐私保护传染模式挖掘方法，

首先给出相关符号以及传染模式的定义：

设数据拥有者拥有n个对象的轨迹数据集O＝{O₁,O₂,…,O_n}，其中，O_i＝{(x_i,1,y_i,1,t₁),(x_i,2,y_i,2,t₂),…,(x_i,m,y_i,m,t_m)}表示对象O_i的轨迹，(x_i,1,y_i,1,t₁)∈O_i表示第i个对象在t_j时间采样点的二维坐标为

定义1传染模式：给定距离阈值δ，滑动时间窗口阈值τ，假设对象o已感染病毒，若t时刻，对象o_i满足如下条件，则称o_i在t时刻被o传染。

条件1：

条件2：|T_c|＝τ且T_c.begin≥e.t

其中，D(o,o_i,t_j)表示t_j时刻o与o_i之间的欧式距离，T_c为t时刻对象o_i的滑动窗口，τ表示滑动时间窗口阈值，T_c.begin表示在T_c时间窗内第一个采样点的发生时间，e.t表示对象o确定被感染的时间。

上述定义中传染对象的判定是在明文状态下进行的，无法安全地实现传染模式挖掘。为了对轨迹数据进行隐私保护，需对明文下的轨迹数据进行处理，同时还需支持传染模式的挖掘。