轨迹数据处理方法及系统与流程

本公开涉及轨迹数据处理，特别涉及一种轨迹数据处理方法及系统。

背景技术：

1、地图栅格对轨迹坐标的空间关系判定是比较一个地图栅格矩形和某个空间坐标点并返回一个布尔变量值作为结果，该结果表明了该地图栅格是否包含该轨迹坐标点。

2、基于全球定位系统(global positioning system，gps)采集的经纬度坐标判定地理几何与轨迹坐标点之间的空间关系，在位置服务、地图更新、轨迹分析等方面有着广泛的实际应用。举例而言，在地图上划定一个矩形区域，利用车辆或手机携带的gps传感器采集的轨迹坐标点坐标进行包含关系判定，可以计算该矩形区域对应的实际地理区域内的车流量和/或人流量、发现该实际地理区域内是否有新的道路等。上述应用中，地图栅格和轨迹坐标数据往往来自不同的组织或设备，地图栅格提供方需要利用不同组织或设备提供的轨迹坐标数据，通过空间关系计算进行后续分析。

3、然而，车辆或手机的gps坐标属于个人隐私信息，且涉及国家地理信息安全问题，对于这些敏感地理坐标数据的收集和使用虽然有一些强制性的规定，但是，直接收集和使用原始的轨迹坐标难以满足日益严格的合规、隐私保护要求，现有技术手段难以避免坐标数据的泄露，容易带来隐私泄露风险，甚至带来国家安全危机。

4、现有技术中，相关的数据脱敏技术主要是轨迹坐标数据提供方对实际坐标进行偏转变换，然后对偏转后的坐标利用惯用的叉乘方法计算是否在给定的地理栅格内。然而，该技术仍然存在数据隐私安全保护不足问题，以及空间关系计算准确率低的问题，具体表现为：

5、1.偏转变换后的坐标仍然有可能被进行逆变换，从一定程度被还原后得到原始的轨迹坐标，导致敏感数据泄露；

6、2.通过惯用的空间关系计算方法来判断偏转的坐标是否位于给定的地理矩形框中，会存在误判的情况，导致空间关系计算失效。

技术实现思路

1、本公开旨在至少解决现有技术中存在的问题之一，提供一种轨迹数据处理方法及系统。

2、本公开的一个方面，提供了一种轨迹数据处理方法，所述处理方法包括：

3、同态加密服务器利用同态加密算法生成一对公私钥对，并将公钥发送给地图栅格提供方；

4、所述地图栅格提供方确定地图上的目标栅格矩形框的各栅格坐标点，利用所述公钥加密各所述栅格坐标点，并将各所述栅格坐标点的密文坐标以及请求时间段发送给轨迹数据提供方；

5、所述轨迹数据提供方查询所述请求时间段内的轨迹坐标点集合，分别将每个轨迹坐标点与各所述栅格坐标点的密文坐标进行密态叉乘计算，得到对应的密态轨迹处理中间结果，并将各所述密态轨迹处理中间结果发送给所述同态加密服务器；

6、所述同态加密服务器利用生成的私钥解密各所述密态轨迹处理中间结果，得到对应的明文轨迹处理中间结果，分别根据各所述明文轨迹处理中间结果判定对应的所述轨迹坐标点是否处于所述目标栅格矩形框的范围以内，得到最终轨迹处理结果，并将所述最终轨迹处理结果发送给所述地图栅格提供方。

7、可选地，所述地图栅格提供方确定地图上的目标栅格矩形框的各栅格坐标点，利用所述公钥加密各所述栅格坐标点，并将各所述栅格坐标点的密文坐标以及请求时间段发送给轨迹数据提供方，包括：

8、所述地图栅格提供方利用所述公钥对各所述栅格坐标点的经纬度值进行加密，得到各所述栅格坐标点的密文坐标；

9、所述地图栅格提供方根据接收到的查询时间请求确定所述请求时间段，并将各所述密文坐标和所述请求时间段发送给所述轨迹数据提供方。

10、可选地，所述轨迹数据提供方查询所述请求时间段内的轨迹坐标点集合，分别将每个轨迹坐标点与各所述栅格坐标点的密文坐标进行密态叉乘计算，得到对应的密态轨迹处理中间结果，并将各所述密态轨迹处理中间结果发送给所述同态加密服务器，包括：

11、所述轨迹数据提供方将每个所述轨迹坐标点的坐标分别与所述目标栅格矩形框的各条边包括的所述栅格坐标点的密文坐标进行密态叉乘计算，分别得到每个所述轨迹坐标点对应的多个矩形边密态叉乘结果；其中，每个所述矩形边密态叉乘结果分别对应所述目标栅格矩形框中的一条边；

12、所述轨迹数据提供方针对每个所述轨迹坐标点，分别将所述目标栅格矩形框中的各组对边包括的各条边对应的所述矩形边密态叉乘结果相乘，得到各组对边分别对应的对边密态叉乘结果；

13、所述轨迹数据提供方将各个所述轨迹坐标点对应的各组对边分别对应的所述对边密态叉乘结果作为各所述密态轨迹处理中间结果发送给所述同态加密服务器。

14、可选地，所述处理方法还包括：

15、所述地图栅格提供方在接收到各个所述轨迹坐标点的对应的所述最终轨迹处理结果之后，统计处于所述目标栅格矩形框的范围以内的所述轨迹坐标点的总数量，若所述总数量达到预设数量阈值，则根据所述目标栅格矩形框的范围以内的各所述轨迹坐标点更新所述目标栅格矩形框对应的区域地图。

16、可选地，所述处理方法还包括：

17、所述地图栅格提供方根据处于所述目标栅格矩形框的范围以内的所述轨迹坐标点的总数量，确定所述目标栅格矩形框在所述请求时间段内的车流量和/或人流量。

18、本公开的另一个方面，提供了一种轨迹数据处理系统，所述处理系统包括同态加密服务器、地图栅格提供方以及至少一个轨迹数据提供方；

19、所述同态加密服务器，用于利用同态加密算法生成一对公私钥对，并将公钥发送给所述地图栅格提供方；

20、所述地图栅格提供方，用于确定地图上的目标栅格矩形框的各栅格坐标点，利用所述公钥加密各所述栅格坐标点，并将各所述栅格坐标点的密文坐标以及请求时间段发送给所述轨迹数据提供方；

21、所述轨迹数据提供方，用于查询所述请求时间段内的轨迹坐标点集合，分别将每个轨迹坐标点与各所述栅格坐标点的密文坐标进行密态叉乘计算，得到对应的密态轨迹处理中间结果，并将各所述密态轨迹处理中间结果发送给所述同态加密服务器；

22、所述同态加密服务器，还用于利用生成的私钥解密各所述密态轨迹处理中间结果，得到对应的明文轨迹处理中间结果，分别根据各所述明文轨迹处理中间结果判定对应的所述轨迹坐标点是否处于所述目标栅格矩形框的范围以内，得到最终轨迹处理结果，并将所述最终轨迹处理结果发送给所述地图栅格提供方。

23、可选地，所述地图栅格提供方，用于确定地图上的目标栅格矩形框的各栅格坐标点，利用所述公钥加密各所述栅格坐标点，并将各所述栅格坐标点的密文坐标以及请求时间段发送给所述轨迹数据提供方，包括：

24、所述地图栅格提供方，用于利用所述公钥对各所述栅格坐标点的经纬度值进行加密，得到各所述栅格坐标点的密文坐标；

25、所述地图栅格提供方，还用于根据接收到的查询时间请求确定所述请求时间段，并将各所述密文坐标和所述请求时间段发送给所述轨迹数据提供方。

26、可选地，所述轨迹数据提供方，用于查询所述请求时间段内的轨迹坐标点集合，分别将每个轨迹坐标点与各所述栅格坐标点的密文坐标进行密态叉乘计算，得到对应的密态轨迹处理中间结果，并将各所述密态轨迹处理中间结果发送给所述同态加密服务器，包括：

27、所述轨迹数据提供方，用于：

28、将每个所述轨迹坐标点的坐标分别与所述目标栅格矩形框的各条边包括的所述栅格坐标点的密文坐标进行密态叉乘计算，分别得到每个所述轨迹坐标点对应的多个矩形边密态叉乘结果；其中，每个所述矩形边密态叉乘结果分别对应所述目标栅格矩形框中的一条边；

29、针对每个所述轨迹坐标点，分别将所述目标栅格矩形框中的各组对边包括的各条边对应的所述矩形边密态叉乘结果相乘，得到各组对边分别对应的对边密态叉乘结果；

30、将各个所述轨迹坐标点对应的各组对边分别对应的所述对边密态叉乘结果作为各所述密态轨迹处理中间结果发送给所述同态加密服务器。

31、可选地，所述地图栅格提供方，还用于在接收到各个所述轨迹坐标点的对应的所述最终轨迹处理结果之后，统计处于所述目标栅格矩形框的范围以内的所述轨迹坐标点的总数量，若所述总数量达到预设数量阈值，则根据所述目标栅格矩形框的范围以内的各所述轨迹坐标点更新所述目标栅格矩形框对应的区域地图。

32、可选地，所述地图栅格提供方，还用于根据处于所述目标栅格矩形框的范围以内的所述轨迹坐标点的总数量，确定所述目标栅格矩形框在所述请求时间段内的车流量和/或人流量。

33、本公开实施例相对于现有技术而言，充分利用全同态加密支持数据在密态形式下进行四则运算的能力，将全同态加密技术引入在轨迹数据处理过程，使得地图栅格提供方的轨迹数据处理业务逻辑不会暴露，同时轨迹数据提供方的轨迹数据也不会泄露，在地图栅格提供方与轨迹数据提供方彼此不共享实际明文数据进行轨迹数据处理的前提下，双方仍能得到与对实际明文数据进行轨迹数据处理相同的处理结果，不仅增强了数据的隐私安全性，还保证了最终轨迹处理结果的可靠性。