一种具有位置隐私保护的室内定位系统及方法

本发明属于互联网领域中的位置隐私保护技术，尤其涉及具有位置隐私保护的室内定位系统及其方法。

背景技术：

1、全球定位系统(gps)定位技术、基站定位技术以及wifi定位技术，都可以通过手机、智能可穿戴设备等终端设备获取用户的位置信息，但是这些信息的泄露会给用户带来很大的隐私风险。因此，需要一种有效的位置隐私保护技术来保护用户的隐私。

2、目前，室内环境中的室内定位服务越来越普及，因此，对定位精确度和隐私保护程度的要求也越来越高。常见的室内定位技术有基于wifi指纹的定位技术，但是其极其缺乏安全性，用户的位置隐私和定位服务器的数据隐私均会发生泄露。为解决这一问题，中国专利申请号为cn201910540220.6的文献公开了基于wifi指纹室内定位的轻量级隐私保护系统及方法，用较低的成本保护用户的位置隐私和服务器的数据隐私，同时实现室内定位；但是该方案存在以下弊端：首先，采用同态加密的方法，需要大量的计算和通信开销；其次，在用户端与定位服务器端之间进行加解密操作，最后得到的用户具体位置仍然可能被泄露。中国专利申请号为cn201711059852.8的文献公开了一种基于用户位置隐私保护的室内定位方法，移动用户端采集wifi信号获得移动用户端的真实位置、设置隐私级别匿名度k、位置类型语义系数，同时向室内定位服务器发送有关隐私保护的http请求来访问数据库，该方案存在的问题是：将用户端的真实位置信息给服务器，真实位置容易泄露。

技术实现思路

1、本发明的目的就在于针对上述问题，提出一种具有位置隐私保护的室内定位系统及其位置隐私保护方法，模糊用户的位置，服务器无需复杂操作，在保护用户位置隐私的同时减少计算开销和实现室内定位。

2、为达到上述目的，本发明提供的一种具有位置隐私保护的室内定位系统采用的技术方案是：其由一个服务器、多个终端设备和多个无线路由器组成，所述的服务器具有数据库，为用户所在建筑区域内提供位置，接收多个终端设备发送的广义的rss向量信息，实现k-匿名和k-匿名的求解，实现k-匿名和k-匿名的求解，获得最终的rss向量，形成最终的用户区域并作为用户的位置被服务器发布；所述的多个终端设备通过wifi分别与服务器和多个无线路由器进行网络互连和数据交互；所述的多个无线路由器部署在室内环境中的每个区域，与多个终端设备的wifi信号连接，每个无线路由器和每个区域都有特定编号。

3、所述的室内定位系统的位置隐私保护方法采用的技术方案是具有以下步骤：

4、步骤1)，多个无线路由器发送实际的rss信息给多个终端设备，多个终端设备基于预定的泛化单元泛化每个用户的实际的rss向量，得到广义的rss向量，并将不同的无线路由器对应的广义的rss向量发送给服务器；

5、步骤2)，服务器利用广义的rss向量确定用户所在的近似区域和语义信息，通过室内环境中的每个区域的路径找到附近的用户，迭代合并该附近的用户的多个广义的rss向量，直到形成更大的该用户所在的近似区域满足k-匿名；

6、步骤3)，将一个用户隐藏在k-1个其他用户之间，根据步骤s3所述的该用户所在的近似区域来查找附近的用户，并合并该附近的用户的广义的rss向量以满足k-匿名；

7、步骤4)，每个满足k-匿名的合并的广义的rss向量，从其对应的访问点j中形成一个区域，该区域所有的交点形成最终的用户区域，该用户区域作为用户的位置被服务器发布给多个终端设备。

8、本发明采用上述技术方案后的有益效果是：

9、1.利用本发明提出的基于k-匿名的位置隐私保护技术，能够模糊用户的具体位置而非具体位置以保护用户的位置隐私。在服务器实现k-匿名和k-匿名的求解，然后获得最终的rss向量，且需要在此基础上形成最终的用户区域，域作为用户的位置被服务器发布给终端设备以模糊用户的位置，有利于保护用户的位置隐私。

10、2.本发明室内定位系统中的服务器无需复杂操作就可以将用户感兴趣的任何基于位置的服务作为在线服务返回给用户，因为服务器知道用户所处的区域但是不知道用户的具体位置，通过模糊用户的真实位置信息来保护用户的隐私。

11、3.本发明能保护用户免受重新识别攻击和链接攻击，在保护用户位置隐私的同时减少计算开销。

12、4.本发明室内定位系统架构简单，只需将终端设备安装在移动装置，即可使该装置成为室内定位系统，有利于大规模部署，具有较高的实际可行性。

技术特征：

1.一种具有位置隐私保护的室内定位系统，其特征是：由一个服务器、多个终端设备和多个无线路由器组成，

2.根据要求1所述的一种具有位置隐私保护的室内定位系统，其特征是：每个终端设备均包括处理器以及分别连接所述的处理器的无线通信模块和供电模块，处理器20带有室内位置隐藏程序，用于泛化用户的rss向量并将泛化后的广义的rss向量发送给服务器。

3.根据要求1所述的一种具有位置隐私保护的室内定位系统，其特征是：多个终端设备为便携计算机或智能穿戴设备。

4.一种如权利要求1所述的室内定位系统的位置隐私保护方法，其特征是具有以下步骤：

5.根据权利要求3所述的位置隐私保护方法，其特征是：步骤1)中，所述的泛化每个用户的实际的rss向量的方法为：

6.根据权利要求3所述的位置隐私保护方法，其特征是：步骤2)中，服务器的数据库中预先记录每个用户的区域标识符和语义信息。

7.根据权利要求3所述的位置隐私保护方法，其特征是：步骤2)中，服务器先采用dijkstra算法求得用户之间的最短路径，再找到附近的用户。

8.根据权利要求3所述的位置隐私保护方法，其特征是：步骤3)中，合并附近用户的广义的rss向量sm以满足k-匿名为：在k个用户的广义的rss向量中，每个用户的合并，j＝1,2，...，p，附近用户的广义的rss向量p是访问点总数。

9.根据权利要求3所述的位置隐私保护方法，其特征是：步骤4)中，用户区域的泛化范围设置为20米。

技术总结
本发明公开互联网领域中的一种具有位置隐私保护的室内定位系统及方法，多个无线路由器发送实际的RSS信息给多个终端设备，多个终端设备基于预定的泛化单元泛化每个用户的实际的RSS向量得到广义的RSS向量，发送给服务器，服务器确定用户所在的近似区域和语义信息，通过室内环境中的每个区域的路径找到附近的用户，迭代合并该用户的多个广义的RSS向量，直到形成更大的该用户所在的近似区域满足k‑匿名，能够模糊用户的具体位置而非具体位置以保护用户的位置隐私，在服务器实现k‑匿名和k‑匿名的求解，获得最终的RSS向量，形成最终的用户区域作为用户的位置被服务器发布给终端设备以模糊用户的位置，有利于保护用户的位置隐私，减少计算开销。

技术研发人员：沈勇,夏新月,甄洁,陈志鹏
受保护的技术使用者：江苏科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15