移動感知計算中位置和軌跡隱私保護研究.pdf

1、隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的普及，參與感知（Participatory Sensing）和基于位置的服務（Location-based Services）等移動感知應用得到廣泛的關注。在這些應用中，用戶位置和軌跡作為準標識符深刻地反映出用戶的敏感信息，如家庭住址、健康狀況、生活習慣等。為了使用戶愿意共享自己收集到的本地知識，同時也愿意使用各類與位置相關的應用服務，研究位置和軌跡隱私保護對保障用戶的人身安全，促進移動互聯(lián)網(wǎng)的健康發(fā)展有著重要的意義。<

2、br>　　本文研究數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)使用過程中用戶位置和軌跡隱私保護，內(nèi)容包括：參與感知中位置隱私和服務質(zhì)量均衡及軌跡隱私保護機制；面向參與感知的軌跡隱私保護框架；用戶軌跡隱私和數(shù)據(jù)效用均衡的個性化匿名模型；基于位置的服務中位置隱私保護群組最近鄰查詢方法。所取得的主要研究成果有：
　　1.研究參與感知中位置隱私和服務質(zhì)量均衡及軌跡隱私保護的機制。針對參與感知應用中需要用戶精確位置的問題，基于假位置技術提出一種符合實際的位置隱私保護方法

3、，同時滿足高質(zhì)量服務的要求；在此基礎上，提出一種構(gòu)造與用戶軌跡相似的多條軌跡的方法實現(xiàn)用戶軌跡隱私保護。然后，引入方案的評估框架并給出一種度量用戶軌跡與所構(gòu)造軌跡相似關系的方法。最后，基于該評估框架的仿真結(jié)果驗證了方案的有效性。
　　2.基于對現(xiàn)有軌跡隱私保護技術的分析，提出一種面向參與感知的軌跡隱私保護框架TrPF，用來保護用戶身份與用戶軌跡之間的鏈接關系不被泄露。在TrPF中，結(jié)合改進的理論混合區(qū)、假名技術和k-匿名技術將軌跡

4、隱私保護局部化，通過僅處理軌跡中的敏感部分實現(xiàn)參與感知中用戶身份與用戶軌跡之間去鏈接化。對比現(xiàn)有的軌跡隱私保護方法，本文方案在實現(xiàn)用戶軌跡保護的同時，能有效降低信息損失量和存儲開銷。
　　3.考慮到用戶軌跡隱私和數(shù)據(jù)效用之間的權(quán)衡，根據(jù)用戶在不同應用環(huán)境中的動態(tài)需求，提出一種個性化軌跡匿名模型用來選擇滿足用戶需求的軌跡k-匿名集合。具體匿名過程包括軌跡預處理、軌跡圖模型的構(gòu)造、軌跡k-匿名集合的選擇。該過程通過將軌跡間關系抽象為相

5、應的圖模型，利用圖論中的貪心算法實現(xiàn)軌跡k-匿名集合的選擇。仿真結(jié)果表明本文方案能提供符合用戶個性化需求的軌跡k-匿名集合。
　　4.為了實現(xiàn)基于位置的服務中面向位置隱私保護的群組最近鄰查詢，在分布式點對點系統(tǒng)結(jié)構(gòu)下，根據(jù)群組中用戶運動狀態(tài)信息，提出利用位置隨機擾動和門限秘密共享的Paillier密碼系統(tǒng)來計算用戶群組質(zhì)心。通過計算得到的群組質(zhì)心位置來實現(xiàn)群組最近鄰查詢，同時保護群組中每個用戶的位置隱私。與現(xiàn)有的相關工作相比，本文