移动社交网络中基于群智感知的位置凭证研究

摘要

位置服务和移动社交网络融合产生的位置社交服务已影响到人们的日常生活，其提供好友发现及位置信息的社交分享，支持基于位置的新型商业应用。从服务供应商角度，用户提交的所在位置信息的真伪是其能否正常运行的关键。然而，当前位置信息获取存在安全隐患，恶意用户可以通过报告虚假位置，访问未经授权的资源获得不当收益，有必要对移动社交网络中可信位置机制展开深入研究。
　　位置凭证是以电子凭证形式证明用户所处位置的可信位置机制，但现有集中式位置凭证部署成本高，忽略用户的位置隐私，不适应用户众多的位置社交服务在可扩展性和位置隐私保护方面的需求。针对此问题，本博士论文以群智感知方式构建位置凭证，即通过用户及其携带的智能设备在物理相遇过程中协作感知，使其作为目击证人证明凭证请求者所在位置。群智感知是一种分布式移动计算模式，依靠众多草根用户的参与，完成复杂感知任务的分发、收集和计算，其可扩展性强且支持隐私保护。但是当前群智感知研究没有涉及位置凭证，已有工作无法移植;其次，现有位置隐私保护研究没有考虑由于位置信息社交分享所造成的位置隐私泄露;此外，群智感知也面临基于滥用众包的群体作弊威胁，如何抵御社交网络中滥用众包是当前的一个技术难题。上述因素制约着位置社交服务中可信位置信息的获取。
　　本文对基于群智感知的位置凭证从以下四个方面开展研究:首先，从抵御社交网络滥用众包问题入手，研究基于社会属性的可信性。分析真实社交网络-新浪微博中参与滥用众包转发用户的档案、社交网络结构和转发行为特征，设计基于社交网络链路结构的滥用众包用户推测排名算法，为群智感知提供可信基础。其次，针对移动社交网络环境，研究群智感知位置凭证机制。基于便携智能设备的短距离无线通讯，设计位置凭证生成与授权协议。同时对用户轨迹进行聚类分析，构建证人可信域，提出基于多证人可信域的概率模型，在此基础上设计高效的位置凭证验证机制。然后，针对位置社交分享中的隐私保护问题，基于位置推理定位攻击对位置隐私进行度量，采用非合作博弈模型优化用户在社交分享时的位置隐私保护策略，使其均衡位置隐私和服务质量之间的收益。最后，设计与实现移动社交网络群智感知位置凭证原型系统，并将相关理论成果部署其中以测试和验证理论研究工作的有效性。
　　论文对移动社交网络中群智感知位置凭证进行了深入研究。一系列仿真实验以及实际系统中的运行结果表明，本文提出的群智感知位置凭证机制可以有效地提供可信的位置信息，并提供位置隐私保护。论文的工作对实现位置社交服务供应商的可信位置信息获取具有重要意义，同时为移动社交网络中群智感知应用提供了参考价值。

目录

声明

摘要

插图目录

表格目录

缩略词表

第1章 引言

1．1 研究背景

1．2 研究动机

1．3 研究现状

1．4 存在问题与研究思路

1．5 研究目标和内容

1．5．1 研究目标

1．5．2 研究内容

1．6 论文组织结构

第2章 研究现状

2．1 引言

2．2 移动社交网络与群智感知计算研究现状

2．3 基于社会属性的可信性研究现状

2．4 位置凭证研究现状

2．5 位置隐私保护研究现状

2．6 研究现状总结

2．7 小结

第3章 基于社会属性的可信性研究

3．1 滥用群智众包概述

3．2 社交网络图模型

3．3 滥用众包转发Spam定义

3．4 CRS用户特征分析

3．4．1 微博数据采集

3．4．2 档案特征分析

3．4．3 社会网络结构特征

3．4．4 转发特征

3．5 基于链路结构的CRS检测机制

3．5．1 Spam Initiator推测算法

3．5．2 Spam Worker推测算法

3．6 实现结果分析

3．7 小结

第4章 群智感知位置凭证机制研究

4．1 位置凭证概念与背景

4．2 群智感知位置凭证概述

4．2．1 群智感知的位置凭证架构

4．2．2 群智感知位置凭证流程

4．2．3 群智感知位置凭证安全性

4．3 群智感知位置凭证机制

4．3．1 位置凭证生成算法

4．3．2 位置凭证验证

4．4 仿真实验与分析

4．4．1 评测方法与标准

4．4．2 实验结果

4．5 讨论

4．6 小结

第5章 社交分享中位置隐私保护策略

5．1 位置隐私保护机制与位置社交服务

5．2 位置隐私保护策略

5．2．1 系统模型定义

5．2．2 位置隐私度量指标

5．2．3 非合作博弈位置隐私保护策略

5．3 仿真实验与分析

5．4 小结

第6章 群智感知位置凭证原型系统

6．1 系统总体设计

6．1．1 系统软件架构设计

6．1．2 系统模块结构设计

6．1．3 系统程序流程设计

6．2 系统功能模块的设计与实现

6．2．1 基础数据层的设计与实现

6．2．2 系统核心功能的设计与实现

6．3 系统部署和应用

6．3．1 系统部署

6．3．2 Web服务端示例界面

6．3．3 Android客户端示例界面

6．4 性能测试和分析

6．5 本章小结

第7章 总结与展望

7．1 论文总结

7．2 进一步研究的方向

参考文献

致谢

攻读博士期间论文发表情况

攻读博士期间参与的科研项目

作者简历