物联网空间内LBS隐私安全模型研究

摘要

物联网空间内的LBS服务现已逐渐成为人们生活和娱乐的重要移动应用之一，但由于无线传感网络、移动通信网络、移动终端设备、RFID标签等技术和设备自身存在一定安全漏洞，致使活动轨迹、行为方式、生活习惯、用户身份、用户位置等隐私信息面临更严峻的安全威胁。现有的隐私安全保护方法不能满足物联网空间内LBS隐私保护的要求，其原因主要表现在：一方面，未能解决用户分布相对稀疏情况下各类敏感感知数据的隐私保护问题；另一方面，未能解决服务器端对加密数据进行直接分析和挖掘的需求，致使LBS隐私数据面临服务商的恶意利用和网络攻击者盗用等安全威胁。为此，本文在分析物联网体系架构和LBS服务系统结构基础上，探究物联网空间内LBS服务的系统构架及其面临的各种隐私安全威胁，针对其安全要求设计了一种新型的LBS隐私安全模型。
　　 本研究的主要工作体现在以下几个方面：
　　 (1)物联网空间内LBS的体系架构及应用领域
　　 LBS服务与物联网技术的融合已成为当前位置相关服务的必然发展趋势，首先对物联网空间内LBS服务的系统架构进行分析，然后针对不同的服务对象和服务模式，探究物联网空间内LBS服务的各类新应用。
　　 (2)物联网空间内LBS隐私安全威胁与安全需求
　　 依据物联网空间内LBS服务的体系架构、涉及的关键技术和服务方式等，探究物联网空间内LBS服务所面临的各种隐私安全问题，并在此基础上分析物联网空间内LBS服务的安全需求。
　　 (3)物联网空间内的隐私安全模型
　　 首先，对已有的典型隐私保护模型进行分析，论述其实现的基本原理和优缺点。然后，针对已有模型的实现算法的缺点以及物联网空间内LBS隐私保护的实际需求，提出了一种目标算法。该目标算法一方面提出了一种改进的位置模糊算法寻找最优模糊空间，使得在应用环境较为稀疏下同样具有较好的隐私保护效果；另一方面还增加了将同态加密技术实现服务内容信息保护的方法。最后，根据提出的目标算法以及其优缺点，设计了一种可以实现匿名化服务和非匿名化服务的隐私保护模型。
　　 (4)实验分析
　　 通过Network-based Generator of Moving Objects模拟器模拟该隐私安全模型的实际应用场景，分析该安全模型在物联网空间内LBS服务隐私保护方面的准确性和有效性。实验证明，该隐私安全模型的设计符合物联网空间内LBS服务隐私保护的基本要求，不仅可提高LBS服务的隐私保护力度，而且可平衡物联网空间内LBS服务质量与隐私保护之间的矛盾。