
技术摘要:
本发明提供一种基于差分隐私的位置近邻查询方法,本发明首先使用地理不可区分性机制,对位置数据进行加噪,生成干扰位置,为了能够根据用户的隐私需求添加干扰噪声,根据地理位置的访问量,提出了一种用户位置隐私预算分配方法,合理分配查询位置的隐私预算,并在干扰 全部
背景技术:
随着智能便携终端的普及、无线定位技术的进步以及移动互联网的发展,基于位 置的服务成为当前移动终端服务中的热点。LBS已经进入到了人们生活的方方面面,大到尖 端科技,例如:无人驾驶,小到日常生活,如:驾车导航,都能看到LBS的影子。在社交网络中, 通过用户位置信息进行近邻查询,是LBS的重要应用场景,基于位置的近邻查询可以根据用 户属性检索到具有共同兴趣点的附近用户,还可以根据空间距离发现潜在的邻近好友。然 而,人们也日益关注可能带来的隐私泄漏风险,通过组合查询、交叉攻击等方式,攻击者可 以推测出用户的空间位置、兴趣爱好、健康状况等隐私信息,这对用户的个人隐私安全构成 了严重的威胁。 目前,位置近邻查询算法得到了广泛研究,YIU等人提出了SpaceTwist近邻查询方 法,使用客户机-服务器架构,摆脱了对第三方匿名服务器的依赖,在真实位置附近随机产 生锚点,代替原有真实位置,进行增量近邻查询;但是,SpaceTwist算法中锚点的生成是随 机的,位置隐私安全性难以度量和调节;ANDRÉS等人提出了Geo-Indistinguishability位 置保护机制,通过改进差分隐私模型,将Laplace机制应用到位置数据集中,是一种与背景 知识无关且隐私强度可度量的位置隐私保护机制;但是,社交网络中,使用差分隐私机制对 位置数据添加噪声,用户上传到LBS服务器的是干扰位置,与传统的LBS近邻查询相比,查询 的目标不再是具有真实位置的实体,例如:商场、餐厅,而是空间位置已经发生偏移的用户。 现有的这些近邻查询方法,考虑了查询位置因位置隐私保护导致位置偏移所带来的查询误 差,但并没有考虑查询目标的位置偏移所带来的误差,存在严重的效用性问题。
技术实现要素:
针对以上问题,本发明首先使用地理不可区分性机制,对位置数据进行加噪,生成 干扰位置,为了能够根据用户的隐私需求添加干扰噪声,根据地理位置的访问量,提出了一 种用户位置隐私预算分配方法,合理分配查询位置的隐私预算,并在干扰位置的基础上,采 用组合增量查询算法,保证供应空间包含查询目标的可能偏移区域,有效降低了因为查询 目标位置发生偏移带来的误差。 为了达到上述目的,本发明所采用的技术方案是:一种基于差分隐私的位置近邻 查询方法,包括以下步骤: S1、根据地理位置的访问量,合理分配用户查询位置的隐私预算; S2、根据分配的隐私预算,使用基于差分隐私模型的地理不可区分性机制对查询位置 添加噪声,生成干扰位置; S3、将生成的干扰位置作为查询锚点,并在SpaceTwist算法查询条件的基础上,引入最 大偏移量rmax,以扩大供应空间的查询范围; 3 CN 111597462 A 说 明 书 2/5 页 S4、采用SpaceTwist算法进行近邻查询; S5、对查询位置重复进行加噪,并重复步骤S3和S4,得到多个近邻查询结果; S6、将得到的多个近邻查询结果取交集,以缩小近邻查询结果的规模。 进一步的,所述的步骤S1,在分配用户查询位置的隐私预算时,通过统计用户在不 同区域访问量来直接反应用户在该区域的敏感度,区域访问量越大,伴随的敏感度则越高, 分配的隐私预算则越小。 进一步的,在统计用户在不同区域访问量的过程中,对于公有敏感区域,根据该区 域的功能特性,手动分配隐私预算,隐私预算的取值在0到1之间。 进一步的,所述的步骤S3,引入最大偏移量rmax的过程具体包括以下步骤: S21、定义用户的真实位置为x,锚点位置为z,需求空间范围半径为Rdemand,供应空间的 范围半径为Rsupply; S22、扩大近邻查询的范围,使供应空间半径Rsupply和需求空间半径Rdemand之间满足: Rsupply≥ Rdemand dis(x,z) rmax,其中,dis(x,z)为真实位置和干扰位置之间的偏移量, rmax为最大偏移量。 与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明通过使用差分隐私模型对位置数 据加噪,通过位置访问量分配隐私预算,保护查询位置的隐私;为了保证扰动数据的可用 性,提升查询结果的命中率,提出了组合增量近邻查询算法,克服了干扰位置的近邻查询结 果与真实位置的近邻查询结果之间存在较大差异的问题,保证查询位置数据的隐私性和可 用性。 附图说明 图1是一种基于差分隐私的位置近邻查询方法的流程示意图; 图2是实施例中组合增量近邻查询算法的状态示意图; 图3是对访问区域的空间位置进行网格化处理后得到的网格G的示意图。