基于位置服务的移动对象隐私保护技术研究

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近年来,随着无线通信设备和定位技术的蓬勃发展,基于位置服务(Location BasedServices,LBS)的应用正被人们逐渐接受。LBS在给人们带来便捷服务的同时,其隐私问题也受到了广泛的关注。研究者们针对该问题提出了许多的解决方法,但是在实际路网环境下,有些方法将会出现计算距离不准确或是用户位置不合理等问题。在位置服务隐私保护中,如果攻击方同时获得用户的位置和身份信息后将会判断出是谁在哪提出位置服务查询,如何有效地避免出现这种问题已经是一个非常重要的研究问题。本文主要针对上述问题进行了基于位置服务的隐私保护技术研究,具体涉及到用户位置信息的隐私保护和用户身份信息的隐私保护,同时考虑了用户在真实路网环境下连续查询时的隐私保护情况。具体研究如下:(1)采用聚类的方法对历史用户的分布情况进行分析和研究。为保证产生的虚假用户的可信性和切断前后假名的关联性,本文对历史用户的位置情况进行分析。首先通过使用基于密度的DBSCAN聚类算法得到任意形状的簇,即历史用户分布最密集的区域;然后根据用户不同的隐私要求采用虚假用户方法或是假名变换的方法进行隐私保护。此部分研究作为具体隐私保护方法的基础,是作为下面两种方法的预处理部分。(2)针对用户位置信息的隐私保护,提出了一种基于历史用户分布的虚假用户生成方法(Based Historical User Dummy Generation,BHUDG)。在BHUDG方法中,当进行静态的隐私保护时,主要根据历史用户的分布情况得到虚假用户的初始位置;而在用户连续查询时,虚假用户要与真实用户保持速度一致性而放弃方向一致性的方式移动,这样增强了虚假用户的拟真度。(3)针对用户身份信息的隐私保护,提出了一种基于历史用户分布的假名变换方法(Based Historical User Pseudonym Change,BHUPC)。在LBS的隐私保护中,使用假名可以达到隐藏用户真实身份的目的,而在混合区域(mix-zone)中变换假名又可以破坏前后假名的关联性,所以基于假名的隐私保护方法的核心问题就是寻找简单、有效的混合区域。通过对历史用户分布情况进行分析获得其分布密集的区域,将该密集区选定为mix-zone,通常情况下,在路网的交通路口处移动对象的数量会相对多些,所以也将交通路口作为mix-zone,这样就达到了在混合区域中变换假名的目的,从而实现隐私保护。(4)通过实验在不同的评判标准下验证了上面两个基于历史用户位置的隐私保护方法的正确性和有效性。
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