一种基于k-匿名与服务相似性相结合的位置隐私保护方法
【专利摘要】本发明涉及基于位置的服务领域，特别涉及一种基于位置k-匿名与服务相似性相结合的位置隐私保护方法。该方法在基于位置k-匿名的基础上，引入查询服务相似性的概念，利用相似性简化查询处理的过程，节省匿名处理时间，解决匿名区域过剩的同时获得了高质量的服务。本方法不仅在不牺牲用户的服务质量的同时达到k-匿名的效果，保护了用户的身份和位置信息，并且在提高匿名和查询处理的效率的同时极大地降低了通信代价和网络负载。
【专利说明】一种基于k-匿名与服务相似性相结合的位置隐私保护方 法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及基于位置的服务（Location-based Services, LBS)领域，特别涉及一 种基于位置k-匿名与查询服务相似性相结合的位置隐私保护方法。
【背景技术】
[0002] 随着科技的进步，社会的发展，人们生活水平和生活质量得到很大程度的提高。紧 跟着无线通信设备和移动定位技术的不断发展，尤其是GPS定位、FFID定位和无线传感器 定位的普及和广泛应用，人们对于追求更高生活水平和生活质量的呼声日益高涨，一种新 的研究领域应运而生-基于位置的服务（Location-Based Services, LBS)。基于位置的 服务是指使用某种定位技术为移动用户提供与当前位置有关的个性化服务，它要求用户在 向基于位置的服务器提出服务请求时，必须向基于位置的服务器提供自身的位置信息，月艮 务器根据用户提供的位置信息来处理用户提出的基于位置的查询并将查询结果返回给用 户。当移动用户向服务器提出服务请求时，用户通过定位装置获取自己的位置信息并不断 传递给服务器，服务器根据接收到的位置信息对该用户的服务请求进行处理。由于服务器 根据接收到的位置信息来处理请求，因此用户的位置信息越准确，服务器返回给用户的服 务信息就越准确，即用户的位置信息的准确性决定了 LBS的服务质量。随着大数据时代的 到来，大量访问数据、共享数据和从数据中抽取信息的方法的出现，人们在享受这些新技术 带来的便利应用的同时，也越来越关注隐私保护。
[0003] 基于位置k-匿名与服务相似性相结合的方法结合了 k-匿名和服务相似性的优 点，用户可以根据自己的隐私要求制定个性化参数k，最小能接受的匿名区域面积，匿名 服务器充当中间件处理用户的隐私信息和LBS提供的相似地图，并根据相似性找到既包含 k个用户在内且面积大于的匿名区域A，此方法中的k-匿名保护方式不仅可以防止用 户的位置信息泄露，而且也可以防止用户身份信息泄露，并且服务相似性的引用能在通信 代价低、查询处理简单及网络流量小的情况下得到高质量的服务，不会出现区域过剩影响 服务质量的问题。
【发明内容】
[0004] 为了解决LBS服务中服务质量的保证和用户位置身份信息保护的两难问题，本发 明在LBS服务中提供一种基于位置k-匿名与服务相似性相结合的方法，该方法不仅可以保 证用户得到准确的服务，而且能够保护用户的隐私。
[0005] 本发明采用以下方案实现：一种基于位置k-匿名与服务相似性相结合的方法通 过以下步骤实现：
[0006] 1.系统的初始化：LBS服务器将一城市地图网格化，根据各小格离所有兴趣点的 欧氏距离进行排序，取top-k个兴趣点集进行对比，对地图进行相似性为100%的划分，并 利用灰度图表示块间相似度。
[0007] 2.位于某一位置的用户Uid向服务器发出某种类型的查询服务请求，此查询请求 内容包含用户的隐私要求，经过加密认证后，此用户将个人信息文件发送给可信匿名服务 器。
[0008] 3.匿名服务器认证通过后，根据用户的隐私要求和相似性地图进行匿名处理，以 满足要求的匿名区域向LBS提供商发送查询请求。
[0009] 4. LBS提供商检索匿名区域内各块的top-k个兴趣点，将各块top-k个兴趣点的并 集作为查询结果候选集返回给匿名服务器。
[0010] 5.匿名服务器接收到候选集后根据用户的准确位置坐标，挑选出真实结果返回给 用户。此方法可以使用户获得准确度为100%的服务。
【权利要求】
1. 一种基于k-匿名与服务相似性相结合的位置隐私保护方法，其特征在于 1) 系统的初始化：LBS服务器将一城市地图网格化，根据各小格离所有兴趣点的欧氏 距离进行排序，取top-k个兴趣点集进行对比，对地图进行相似性为100%的划分，并利用 灰度图表示块间相似度； 2) 位于某一位置的用户Uid向服务器发出某种类型的查询服务请求，此查询请求内容 包含用户的隐私要求，经过加密认证后，此用户将个人信息文件发送给可信匿名服务器； 3) 匿名服务器认证通过后，根据用户的隐私要求和相似性地图进行匿名处理，以满足 要求的匿名区域向LBS提供商发送查询请求； 4. LBS提供商检索匿名区域内各块的top-k个兴趣点，将各块top-k个兴趣点的并集作 为查询结果候选集返回给匿名服务器； 5) 匿名服务器接收到候选集后根据用户的准确位置坐标，挑选出真实结果返回给用 户。此方法可以使用户获得准确度为100%的服务。
3. 根据权利要求1所述的一种基于k-匿名与服务相似性相结合的位置隐私保护方法， 其特征在于所述匿名处理，若不满足用户隐私要求，则降低服务相似度扩大区域面积，直到 得到满足要求的匿名区域A，匿名成功后以隐私文件F' = <Uid'，A，Q>向LBS提供商发送查 询请求，Uid' ：表示匿名化之后的用户身份信息，此过程为匿名处理过程。
4. 根据权利要求1所述的一种基于k-匿名与服务相似性相结合的位置隐私保护方法， 其特征在于所述的查询处理在LBS提供商端完成，LBS提供商在收到匿名区域和查询内容 之后，搜索匿名区域包含的区域块内top-k个兴趣点，将各块搜索结果的并集作为候选集 返回给匿名服务器。
5. 根据权利要求1所述的一种基于位置k-匿名与服务相似性相结合的方法，其特征 是：过滤指将用户不需要的信息剔除掉，留下用户真正想要的信息，匿名服务器已知用户的 真实位置，故收到来自LBS提供商发来的候选结果集后，挑选出真实结果返回给用户。
【文档编号】H04W4/02GK104092692SQ201410335738
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月15日 优先权日:2014年7月15日
【发明者】叶阿勇, 李亚成, 许力 申请人:福建师范大学