一种位置服务中用户位置信息保护系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种位置服务中用户位置隐私保护系统，包括：用户历史服务请求数据集处理模块；服务区域生成模块；服务区域查询概率计算模块，计算各服务区域的查询概率；区域查询序号生成模块，依据熵最大原则构建匿名位置集合，并为各匿名位置集合分配区域查询序号；匿名位置集合重组模块，用队列中其他用户的用户名义生成重组匿名位置集合；服务请求发送模块，用生成的重组匿名位置集合以及与其用户名最终生成重组的位置服务查询请求，由匿名代理服务器发送给位置服务器。本发明专利技术还提供一种利用上述保护系统的位置服务中用户位置隐私保护方法。本发明专利技术的系统及方法可以保护用户位置信息免受匿名代理服务器攻击和位置服务信息被服务提供商收集。

【技术实现步骤摘要】
一种位置服务中用户位置信息保护系统及方法
本专利技术属于数据处理
，具体涉及一种位置服务中用户位置信息保护系统，还涉及一种位置服务中用户位置信息保护方法。
技术介绍
伴随着移动设备计算能力大幅度提高和移动端基于位置服务的流行，位置服务提供商可以接触大量的用户信息。这些用户信息包含了大量的用户位置隐私信息。因为用户位置信息的敏感性，所以位置隐私的泄露会直接对用户自身造成威胁。因此为了预防流经位置服务系统中的用户位置信息被攻击者获取并收集，建立可以抵御位置服务中用户隐私泄露的系统是十分有必要的。现存位置隐私保护算法主要抵御来自位置服务器的攻击。近年，基于位置服务的各种商业应用的广泛使用，给可疑的位置服务提供商提供了大量可作为推测攻击数据来源的位置信息。与此同时，也对位置服务中用户位置隐私保护提出了更高的要求，即如何抵御不信任的位置服务提供商对用户位置隐私的搜集并推测。在获得到用户全地图各位置的查询次数后，匿名代理服务器需要依据经纬度先把用户划分进不同的位置区域内，划分准则基于收集到用户使用位置服务的历史经纬度数据集为基础。然后，统计各个区域内用户的发送位置服务信息的次数并求得该区域的查询概率，通过计算来求得熵最大的匿名位置集合，进而获得各个位置所在集合查询序号，然后将提交的原始匿名位置集合再次重新划分，最终得到重组的匿名位置集合并发送给位置服务器。当前已有的基于位置服务中用户位置隐私保护方案中，无法抵御来自匿名代理服务器的攻击，也无法防止基于位置服务提供商对用户位置及相关隐私的搜集。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种位置服务中用户位置信息保护系统，该系统可以保护用户位置信息免受匿名代理服务器攻击和位置服务中位置及相关信息被服务提供商长期收集。本专利技术的目的还在于提供一种位置服务中用户位置信息保护方法，利用该方法可以保护用户位置信息免受匿名代理服务器攻击和位置服务中位置及相关信息被服务提供商长期收集。本专利技术所采用的一种技术方案是：一种位置服务中用户位置信息保护系统，其特征在于，包括以下部件：数据集处理模块，用于筛选处理获得的用户发送位置服务请求数据集，得到用户历史查询信息；服务区域生成模块，依据所述数据集处理模块筛选后的用户历史查询信息划分服务区域；服务区域查询概率计算模块，统计得到各服务区域的位置服务查询概率；区域查询序号生成模块，用于生成多个可以包含地图所有有效服务位置的匿名位置集合，并为每个匿名位置集合生成相应的查询序号；匿名位置集合重组模块，重组接收到的多个所述匿名位置集合，使得重组的匿名位置集合中各位置同发送该重组集合请求的用户名无关联；服务请求发送模块，将所述匿名位置集合重组模块中生成的重组匿名位置集合同另外的用户名组合成Request并发送给LBS服务器。本专利技术的特点还在于，区域查询序号生成模块包括匿名位置集合构建单元、最大熵计算单元和区域查询序号生成单元：匿名位置集合构建单元，对所述服务区域查询概率计算模块得到的各区域查询概率按大小排列，随机选择一个位置作为真实位置，然后选出2k个具有相似请求概率的位置作为一个匿名位置集合，其中，k为≥1的自然数；最大熵计算单元，首先根据所述服务区域查询概率计算模块以及所述匿名位置集合构建单元中得到的查询概率和匿名位置集合，从所述2k个位置中找出一个由k个位置组成的匿名位置集合，要求该匿名位置集合包含真实位置且该集合的熵值最大，然后记录该匿名位置集合的区域查询序号，并把刚生成的匿名位置集合中各位置信息从待计算集合中除去；区域查询序号管理单元，依据所述最大熵计算单元得到的区域查询序号生成查询序号表List1。匿名位置集合重组模块包括查询请求收集单元、查询请求处理单元和匿名位置集合重组单元：所述查询请求收集单元，根据所述区域查询序号管理单元中生成的区域查询序号表List1，用户将自己所处的匿名区域的查询序号以及想查询的服务内容作为位置服务请求发送给匿名代理服务器，所述匿名代理服务器依据接收到的请求时间对所述位置服务请求进行排序并生成排序表List2；所述查询请求排列单元，提取所述查询请求收集单元中位置服务请求内查询序号代表的位置集合，然后依据用户发送的位置服务请求中匿名程度K值对所述排序表List2中请求再次排序并生成请求排列表List3；所述匿名位置集合重组单元，将所述请求排列表List3中匿名位置集合内的位置拆分开，计算多个位置的查询概率相似度之后，最终选择查询概率相似度最小的重组匿名位置集合。服务区域生成模块将服务区域划分成N×N个方格，所述服务区域查询概率计算模块查询各服务区域的位置服务查询概率计算公式为：其中i为某服务区域的编号。最大熵计算单元对含有k个位置的匿名位置集合的最大熵计算公式为：其中pi为该匿名位置集合的查询概率进行归一化计算后得到的概率；对查询概率进行归一化运算的公式为：其中j代表用户j，qji为匿名位置集合中位置i的查询概率，k为匿名位置集合中包含的位置个数。查询请求收集单元的位置服务查询请求内容包括Qj＝{id，Sj，data}，其中Sj为用户j的服务区域查询序号，data为用户需要的位置服务查询内容，id为用户的用户名。匿名位置集合重组单元查询概率近似度的计算公式为：其中Pji为匿名位置集合中位置i的查询概率，为该匿名位置集合中各位置查询概率的均值，其计算公式为：其中i为匿名位置集合中的第i个区域，k为该匿名位置集合包含的位置个数。匿名位置集合重组单元的重组位置服务请求信息包括Qj＝{idj，Ar’，data}，其中，idj为用户j的用户名，Ar’为运算后得到重组的位置集合，data为用户需要的位置服务查询内容。本专利技术所采用的另一种技术方案是：一种位置服务中用户位置信息保护方法，利用上述一种位置服务中用户位置信息保护系统实现，具体包括步骤：步骤1，数据集处理模块筛选处理获得的用户发送位置服务请求数据集，得到用户历史查询信息；步骤2，服务区域生成模块依据所述数据集处理模块筛选后的用户历史查询信息划分服务区域；步骤3，服务区域查询概率计算模块统计得到各服务区域的位置服务查询概率；步骤4，区域查询序号生成模块生成多个可以包含地图所有有效服务位置的匿名位置集合，并为每个匿名位置集合生成相应的查询序号，具体为：先由匿名位置集合构建单元对所述服务区域查询概率计算模块得到的各区域查询概率按大小排列，随机选择一个位置作为真实位置，然后选出2k个具有相似请求概率的位置作为一个匿名位置集合，其中，k为≥1的自然数；然后利用最大熵计算单元先根据所述服务区域查询概率计算模块以及所述匿名位置集合构建单元中得到的查询概率和匿名位置集合，从上一步2k个位置中找出一个由k个位置组成的匿名位置集合，要求该匿名位置集合包含真实位置且该集合的熵值最大，然后记录该匿名位置集合的序号，并把刚生成的匿名位置集合中各位置从待计算集合中除去；最后利用区域查询序号管理单元依据所述最大熵计算单元得到的区域查询序号生成查询序号表List1；步骤5，匿名位置集合重组模块重组接收到的多个所述匿名位置集合，使得重组的匿名位置集合中各位置同发送该重组集合请求的用户名无关联，具体为：利用查询请求收集单元根据所述区域查询序号管理单元中生成的区域查询序号表，用户将自己所处的匿名区域的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种位置服务中用户位置信息保护系统，其特征在于，包括以下部件：数据集处理模块，用于筛选处理获得的用户发送位置服务请求数据集，得到用户历史查询信息；服务区域生成模块，依据所述数据集处理模块筛选后的用户历史查询信息划分服务区域；服务区域查询概率计算模块，统计得到各服务区域的位置服务查询概率；区域查询序号生成模块，用于生成多个可以包含地图所有有效服务位置的匿名位置集合，并为每个匿名位置集合生成相应的查询序号；匿名位置集合重组模块，重组接收到的多个所述匿名位置集合，使得重组的匿名位置集合中各位置同发送该重组集合请求的用户名无关联；服务请求发送模块，将所述匿名位置集合重组模块中生成的重组匿名位置集合同另外的用户名组合成Request并发送给LBS服务器。

【技术特征摘要】
1.一种位置服务中用户位置信息保护系统，其特征在于，包括以下部件：数据集处理模块，用于筛选处理获得的用户发送位置服务请求数据集，得到用户历史查询信息；服务区域生成模块，依据所述数据集处理模块筛选后的用户历史查询信息划分服务区域；服务区域查询概率计算模块，统计得到各服务区域的位置服务查询概率；区域查询序号生成模块，用于生成多个可以包含地图所有有效服务位置的匿名位置集合，并为每个匿名位置集合生成相应的查询序号；匿名位置集合重组模块，重组接收到的多个所述匿名位置集合，使得重组的匿名位置集合中各位置同发送该重组集合请求的用户名无关联；服务请求发送模块，将所述匿名位置集合重组模块中生成的重组匿名位置集合同另外的用户名组合成Request并发送给LBS服务器。2.如权利要求1所述的一种位置服务中用户位置信息保护系统，其特征在于，所述区域查询序号生成模块包括匿名位置集合构建单元、最大熵计算单元和区域查询序号生成单元：匿名位置集合构建单元，对所述服务区域查询概率计算模块得到的各区域查询概率按大小排列，随机选择一个位置作为真实位置，然后选出2k个具有相似请求概率的位置作为一个匿名位置集合，其中，k为≥1的自然数；最大熵计算单元，首先根据所述服务区域查询概率计算模块以及所述匿名位置集合构建单元中得到的查询概率和匿名位置集合，从所述2k个位置中找出一个由k个位置组成的匿名位置集合，要求该匿名位置集合包含真实位置且该集合的熵值最大，然后记录该匿名位置集合的区域查询序号，并把刚生成的匿名位置集合中各位置信息从待计算集合中除去；区域查询序号管理单元，依据所述最大熵计算单元得到的区域查询序号生成查询序号表List1。3.如权利要求2所述的一种位置服务中用户位置信息保护系统，其特征在于，所述匿名位置集合重组模块包括查询请求收集单元、查询请求处理单元和匿名位置集合重组单元：所述查询请求收集单元，根据所述区域查询序号管理单元中生成的区域查询序号表List1，用户将自己所处的匿名区域的查询序号以及想查询的服务内容作为位置服务请求发送给匿名代理服务器，所述匿名代理服务器依据接收到的请求时间对所述位置服务请求进行排序并生成排序表List2；所述查询请求排列单元，提取所述查询请求收集单元中位置服务请求内查询序号代表的位置集合，然后依据用户发送的位置服务请求中匿名程度K值对所述排序表List2中请求再次排序并生成请求排列表List3；所述匿名位置集合重组单元，将所述请求排列表List3中匿名位置集合内的位置拆分开，计算多个位置的查询概率相似度之后，最终选择查询概率相似度最小的重组匿名位置集合。4.如权利要求1所述的一种位置服务中用户位置信息保护系统，其特征在于，所述服务区域生成模块将服务区域划分成N×N个方格，所述服务区域查询概率计算模块查询各服务区域的位置服务查询概率计算公式为：其中i为某服务区域的编号。5.如权利要求2所述的一种位置服务中用户位置信息保护系统，其特征在于，所述最大熵计算单元对含有k个位置的匿名位置集合的最大熵计算公式为：其中pi为该匿名位置集合的查询概率进行归一化计算后得到的概率；对查询概率进行归一化运算的公式为：其中j代表用户j，qji为匿名位置集合中位置i的查询概率，k为匿名位置集合中包含的位置个数。6.如权利要求3所...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷静，刘亚茜，王倩玉，
申请(专利权)人：西安邮电大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61