路网环境下群智感知任务分配中的位置隐私保护方法

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移动群智感知(Mobile Crowdsensing,MCS)是一种高效的数据感知方式,由携带移动设备的用户到指定地点采集数据。感知平台要求用户提供实时位置以便进行任务分配,但位置信息的共享会带来严重的隐私泄露问题。一些用户出于对自身隐私的担忧,拒绝参与感知任务,导致任务完成率降低。为有效解决移动群智感知中的用户位置隐私问题,学术界和工业界均在积极探索有效的技术手段。差分隐私是目前相关研究中采用的主流方法。用户向感知平台提供差分隐私方法处理后的位置,使平台获得用户的扰动位置而非真实位置,以实现隐私保护。虽已有一些基于差分隐私的方法提出,但研究者在设计时没有考虑到群智感知中路网以及连续感知等背景环境对于隐私的影响。为此,本文围绕路网环境下群智感知任务分配中的位置隐私问题展开研究。主要工作如下:(1)针对路网环境下群智感知任务分配中的用户位置隐私问题,本文提出一种隐私保护任务分配框架。该框架分为两个部分:1)为实现用户位置扰动,提出一种基于地理-地图-不可区分性(Geo-Graph-Indistinguishability,Geo GI)的保护方法;2)以最小化用户完成所有任务的移动距离为优化目标,提出一种基于扰动位置的最优任务分配方案。实验表明:对比现有差分隐私保护方法,所提出的框架在隐私性和任务分配效率两个方面具有显著的优越性。(2)针对路网环境下群智感知任务分配中连续位置发布的隐私泄露问题,提出一种基于-差分隐私的保护方法。首先采用马尔科夫模型建模用户移动模式。接着量化对手造成的隐私泄露。最后通过隐私预算分配策略改进差分隐私方法。实验表明:改进后的方法可以很好地抵御对手攻击,并且在分配效率方面有着良好表现。
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