[发明专利]基于K-匿名的运动轨迹数据隐私保护方法

摘要

本发明公开了一种基于K‑匿名的运动轨迹数据隐私保护方法与系统，采用K‑匿名技术泛化运动轨迹数据，使真实数据得到隐藏，通过建立数据库触发器机制，对泛化后的数据同时进行加密，利用设计数据恢复算法，将已经泛化的数据解密并还原成原始数据，从而实现运动轨迹数据的隐私保护。本发明通过对K‑匿名泛化算法的改进，使其能够将泛化的轨迹隐私数据进行还原，从而保证在隐藏隐私数据的同时能够还原原始数据，实现数据的完整性。

主权项

1.一种基于K‑匿名的运动轨迹数据隐私保护方法，其特征在于，包括：步骤1、获取数据库数据，并对数据添加标志位参数，将加密规则写入标志位参数中，根据加密规则对原始数据进行加密，最后得到新的数据库轨迹位置数据，并存入数组中；步骤2、设置泛化参数，泛化参数包括匿名的泛化范围以及需要的泛化数量，根据泛化参数对加密后的位置数据进行泛化，并将判断原始数据真假的规则写入标志位参数中，标记原始数据，得到位置数据的匿名泛化组；其中，匿名的泛化范围包括经度泛化级别参数、纬度泛化级别参数和泛化范围参数；步骤3、将得到的位置数据匿名泛化组进行相应列的填充并写入数据库中，同时将对应的标志位参数写入数据库；步骤4、根据上述步骤得到位置数据的匿名泛化组和对应的标志位参数，并对加入标志位参数的位置数据的匿名泛化组进行数据库内核加密处理；步骤5、在还原数据时，根据数据库内核加密算法解密标志位参数，根据解密规则判断匿名泛化组的数据真假，根据标志位参数中的加密规则对真实原始数据进行解密处理，从而得到解密后的真实原始数据；前述步骤1中，通过连接数据库或者选择由经度纬度组成的.csv和EXCEL文件，获得经纬度数据组，向数据库中添加标志位参数，将加密规则写入标志位参数中，根据加密规则对原始数据进行加密，最后得到新的数据库轨迹位置数据，并存入数组中，其中，在对原始数据的加密过程中，使用了一个64位的long类型的字段用于保存加密规则和判断原始数据真假的规则，这里将该字段命名为lable，对于该字段的使用如下：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000；lable字段从右到左，第0‑27位表示经度的偏移量，第27位是符号位，第28‑55位表示纬度的偏移量，第55位是符号位，第62位是真假标志位，用于表示当前数据是否可以用于恢复原始数据；前述步骤1中，按照下述方式将加密规则写入标志位参数中，根据加密规则对原始数据进行加密，得到新的数据库轨迹位置数据：首先，根据配置文件中的经度泛化级别参数lon_level和纬度泛化级别参数lat_level，生成随机的经度偏移量lon_offset和纬度偏移量lat_offset：lon_offset＝Random(‑lon_level,lon_level)；lat_offset＝Random(‑lat_level,lat_level)；然后将生成的经度偏移量lon_offset和纬度偏移量lat_offset写入lable中：式中，运算符&表示按位与运算，|表示按位或运算，<<表示按位左移运算；然后将lable的真假标志位设定为1，使用1表示当前数据可以用于恢复原始数据：lable＝lable|0x4000000000000000；此时，即完成了对lable的设置；最后，将原始的经度数据longitude和纬度数据latitude分别加上相应的偏移量：latitude＝latitude+lat_offset×0.000001；latitude＝latitude+lat_offset×0.000001；至此，完成了对一条原始数据的加密处理。