基于LBS连续查询位置隐私保护模型的研究

摘要

信息安全涉及到人们的财产安全、人身安全以及隐私安全等，与每个人都息息相关，是广大学者乃至整个社会关注的重点，而位置服务的诞生和发展，对信息安全的保护工作更是一大挑战。位置服务应用广泛，可以给用户提供精准的服务，但是它在给用户提供服务的同时，使得用户的位置存在泄露的风险。在使用位置服务的过程中，怎样确保用户的位置隐私不被泄露，是一个值得深究的课题。
　　迄今为止，广大学者已经对位置服务做了大量研究，有利用假位置替代用户的真实位置的，有将用户标识与用户查询内容相分离的，有使用假名的等。位置隐私保护也已经有相当长的发展历程，从最开始的静态算法到如今的动态连续查询算法，从最初的匿名一个静态位置点，到匿名连续情况下的动态位置点，再到匿名连续情况下的一条轨迹。本文对位置隐私保护现阶段的三个代表性算法进行分析，得出在连续查询的情况下，会出现大量的网络资源被占用的情况，使得资源的浪费率高，造成网络拥堵，并且连续不断的查询，也会给匿名服务器造成负担，导致系统的瓶颈，并且在某些特定的情境下，会导致位置隐私的泄露。
　　本文在现有连续查询隐私保护算法的基础之上，给出了一种改进的动态规划算法，使用实时轨迹对真实用户的轨迹进行匿名，同时将某一时刻的k-匿名算法扩展成一段时间的匿名算法，该算法在确保能够保护用户位置隐私的同时，尽量提高匿名处理速率，减轻服务器负担。文章对于算法中应用到的参数，如时效相似度、相对位置、轨迹扭曲度等，都给出了详细的定义和解释，同时证明了动态规划算法具有最优子结构。最后用仿真实验结果先分析算法在匿名时间、匿名成功率、相对匿名度、相对空间分辨率和轨迹扭曲度上的性能，通过性能分析得出了本文提出的算法在牺牲了匿名时间和成功率的基础上，使得服务质量与隐私保护度得到了较好的平衡。再与现有算法的实验结果进行对比，证明了本文提出的算法在匿名时间、匿名成功率、相对匿名度和轨迹扭曲度上有一定的优越性。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究内容

1.4 文章的组织架构

第二章 位置隐私保护技术

2.1 位置隐私概论

2.2 连续查询的位置隐私保护

2.3 连续查询位置隐私保护的代表性算法分析

2.4 本章小结

第三章 算法相关的基础知识

3.1 Thomas Brinkhoff路网数据生成器

3.2 相关参数定义

3.3 本章小结

第四章 改进的动态规划算法分析与实现

4.1 实时轨迹的算法实现

4.2 动态规划算法实现

4.3 本章小结

第五章 算法模型结果验证

5.1 实验数据及仿真环境

5.2 算法复杂度分析

5.3 性能分析

5.4 对比分析

5.5 本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

附录A:攻读学位所发表的学术论文目录

附录B:攻读硕士学位期间参加科研项目