路网环境下基于时空匿名的位置隐私保护方法

摘要

近年来,基于位置的服务(Location-basedservice,LBS)在人们的日常生活中得到了越来越多的应用,其中隐藏的位置隐私安全问题也逐渐引起人们的关注:用户必须向位置服务提供商(如GoogleMaps)提供自身的位置信息才能获得基于位置的服务,一旦这些信息泄露,将对用户的位置隐私造成极大威胁。现有的位置隐私保护方法大多基于欧式空间,没有考虑用户所处的实际环境——道路网络,并且没有提出与位置匿名方法相对应的匿名查询处理方法。论文基于路网环境提出一种新的位置隐私保护方法,该方法以时空匿名模型为基础,结合路网结构特点,在提出时空匿名方法的同时提出相应的匿名查询处理方法,有效地平衡了隐私安全与服务质量。论文的主要工作包括:
　　(1)针对路网环境提出一种基于Voronoi图的时空匿名方法。首先构造路网Voronoi图以划分匿名单元,满足用户对于匿名区域路段多样性的要求;其次提出一种新的隐私模型——Vk-隐私模型,采取互易匿名策略,通过时空匿名满足用户隐私需求的基础上提高匿名的高效性和安全性;最后基于Vk-隐私模型,提出一种新的时空匿名算法。本方法充分考虑了道路网络的结构特点,兼顾用户的隐私需求与服务质量。
　　(2)提出基于路网环境的匿名查询处理方法。首先提出匿名区域“边界节点”的概念,利用“边界节点”的性质简化匿名查询处理过程,提高查询效率,并保证查询结果候选集的完备性;其次分别针对单独匿名策略和互易匿名策略,提出相应的基于“边界节点”查询处理方法;最后为最常见的两类查询——kNN查询和r-range查询设计具体的匿名查询处理算法。
　　(3)通过理论分析论证了时空匿名算法的安全性。通过实验模拟验证了时空匿名算法的可用性以及匿名查询处理算法的高效性与可扩展性。

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第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究的主要内容

1.4 论文结构

第二章 位置隐私保护

2.1 LBS中的安全问题

2.2 位置隐私保护方法

2.3 基于路网环境的位置隐私保护

2.4 本章小结

第三章 一种基于路网环境的时空匿名方法

3.1 系统模型

3.2 路网V图

3.3 隐私模型

3.4 匿名算法

3.5 理论分析与实验模拟

3.6 本章小结

第四章 一种基于路网环境的匿名查询处理方法

4.1 LBS查询

4.2 匿名查询处理

4.3 基于边界节点的匿名查询处理方法

4.4 实验模拟与分析

4.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢