基于非交互式數(shù)據(jù)發(fā)布的隱私保護(hù)技術(shù)研究.pdf

1、在大數(shù)據(jù)蓬勃發(fā)展的時(shí)代背景下，人們和海量數(shù)據(jù)交互的場合與機(jī)會越來越多。在數(shù)據(jù)處理過程中可能會涉及到人口、醫(yī)療或金融等隱私性較強(qiáng)的數(shù)據(jù)，如果針對這些數(shù)據(jù)直接進(jìn)行線性統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)布，將會造成大量的敏感信息泄露。那么，如何在發(fā)布這些數(shù)據(jù)線性統(tǒng)計(jì)結(jié)果的同時(shí)保護(hù)數(shù)據(jù)內(nèi)部的個(gè)人隱私信息就顯得十分重要。
　　對于數(shù)據(jù)的線性統(tǒng)計(jì)結(jié)果，具有高度背景知識的攻擊者能以較高概率推斷出發(fā)布數(shù)據(jù)中隱含的目標(biāo)個(gè)體敏感信息，這種高置信度推斷式攻擊是目前造成該類數(shù)據(jù)

2、隱私泄露的重要原因之一。傳統(tǒng)的匿名模型方法不能很好地防御此類攻擊，差分隱私模型作為一種新型隱私保護(hù)模型可以從根本上彌補(bǔ)匿名模型的不足。本文針對差分隱私模型在線性統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)布中的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了重點(diǎn)研究，主要工作如下：
　　首先，針對差分隱私模型進(jìn)行理論性研究，詳細(xì)分析該模型通過數(shù)據(jù)失真方式實(shí)現(xiàn)隱私保護(hù)的原理，并且根據(jù)國內(nèi)外先進(jìn)的隱私保護(hù)技術(shù)進(jìn)行對比分析，總結(jié)出模型的適用范圍以及優(yōu)缺點(diǎn)。
　　其次，針對差分隱私實(shí)現(xiàn)過程中涉及到相關(guān)技

3、術(shù)進(jìn)行研究，例如鏈?zhǔn)焦裟Ｐ?、拉普拉斯機(jī)制以及數(shù)據(jù)發(fā)布技術(shù)等，此外，論文詳細(xì)分析了拉普拉斯噪聲分布參數(shù)對于隱私保護(hù)效果的影響。
　　然后，課題基于非交互式的隱私數(shù)據(jù)發(fā)布按照數(shù)據(jù)發(fā)布維度分成兩部分進(jìn)行研究，分別提出相應(yīng)的數(shù)據(jù)發(fā)布差分隱私解決方案，并給出詳細(xì)論證和說明。針對單維數(shù)據(jù)發(fā)布，差分隱私保護(hù)實(shí)現(xiàn)中結(jié)合StructureFirst結(jié)構(gòu)模型以及保序回歸算法，將動態(tài)規(guī)劃算法應(yīng)用在直方圖結(jié)構(gòu)模型中，并且在直方圖重構(gòu)的基礎(chǔ)上重新分配隱私

4、預(yù)算ε，從而使得最終發(fā)布的直方圖具有較小的擾動誤差。針對多維數(shù)據(jù)發(fā)布，差分隱私保護(hù)基于矩陣-向量模式將數(shù)據(jù)庫批量查詢操作轉(zhuǎn)化為代數(shù)計(jì)算形式，將單一查詢的拉普拉斯機(jī)制擴(kuò)展到批量查詢并用向量形式表示擾動結(jié)果，在此基礎(chǔ)上采用策略矩陣機(jī)制進(jìn)行多維數(shù)據(jù)的差分隱私實(shí)現(xiàn)。
　　最后，基于不同數(shù)據(jù)集分別進(jìn)行差分隱私數(shù)據(jù)發(fā)布實(shí)驗(yàn)，通過具體的數(shù)據(jù)發(fā)布誤差分析驗(yàn)證課題研究方法的可用性和有效性。課題研究差分隱私的兩種實(shí)現(xiàn)方案分別針對單維和多維數(shù)據(jù)發(fā)布場景