基于查询范围的匿名区构造方法技术

本发明专利技术公开了一种基于查询范围的匿名区构造方法，主要解决在基于位置的服务中，现有K‑匿名技术存在匿名区域过大，导致服务质量降低的问题，其过程是：1)通过匿名服务器生成满足用户隐私保护需求的子匿名区域集合CS；2)以服务提供者的查询区域面积为判定标准，更新子匿名区域集合CS；3)重复步骤2，直至不满足子匿名区域集合CS的更新条件，最终构造出匿名区CS′。本发明专利技术能满足用户的隐私需求，实验表明，减小了服务提供者的查询区域面积、降低了用户获取服务的时延，提高了服务质量，可用于基于位置服务中用户位置隐私的保护。

Anonymous range construction method based on query range

The invention discloses a method for constructing queries based on the range of anonymous area, the main problems in the location based services, the existing K existing anonymous anonymous technology area is too large, resulting in reduced quality of service problems, the process is: 1) the anonymous server generates user privacy protection needs of the sub region set to meet CS anonymous; 2) to query the area of service providers as the criterion, update the anonymous region set CS; 3) repeat step 2 until the unsatisfied sub region set anonymous CS update, we construct an anonymous CS'. The invention can meet the user's privacy requirements, experimental results show that the reduced query area, service providers to reduce the delay of user access to services, improve service quality, can be used to protect the user location privacy in location-based services.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于信息安全
，尤其涉及一种匿名区的构造方法，可用于基于位置服务中用户位置隐私的保护。
技术介绍
随着移动设备的普及和定位技术的发展，基于位置的服务LBS得到了广泛的应用。它是指用户通过移动设备获取与其指定位置相关的信息查询及娱乐服务，如谷歌地图、四方网等。然而，位置服务提供商LSP在为用户提供便利服务的同时，还可能会搜集并滥用用户的服务信息，从而非法获取用户的隐私信息，如:家庭住址、工作单位、健康状况等。因此，LBS中的位置隐私保护受到了研究者们的广泛关注。K-匿名作为最常用的LBS位置隐私保护方法，其基本思想是，当用户进行LBS查询时，先将自己的真实位置和查询内容发送给可信的匿名服务器，匿名服务器去除用户的标识信息，并为其生成包含其他k-1个用户的匿名区域，并连同查询内容一起发送给LSP。此时，LSP以不超过1/k地正确率将本次服务查询与用户进行关联，从而保护用户的位置隐私。与其他LBS隐私保护方法，如假位置、模糊化、差分隐私和基于密码学的方法相比，K-匿名具有以下优点：(1)用户能获取准确的查询结果；(2)用户的计算开销和通信开销较小；(3)能混淆用户与LBS查询间的关联性。然而，当采用K-匿名方法保护用户的位置隐私时，存在匿名区面积过大，导致用户服务质量降低的问题。为解决该问题，Tan和Lin在Spatialcloakingrevisited:distinguishinginformationleakagefromanonymity论文中，提出将区域划分的思想应用于匿名区的构造，其通过Hilbert空间填充曲线将匿名区域中的用户划分到不同的群组。当用户进行服务器请求时，匿名服务器将利用其所属群组中其他用户的位置构造匿名区。随后，Li和Zhu同样利用区域划分的方法对减小匿名区面积，提高服务质量进行研究。在他们的论文Protectinguseranonymityinlocation-basedserviceswithfragmentedcloakingregion中，匿名服务器首先构造一个包含k个用户的匿名区，随后根据各用户位置间的关系，去除不包含用户的匿名区域，形成多个互不相交的子匿名区，使匿名区面积减少，从而提高服务质量。上述两种方法，均忽略了用户的查询范围对LBS查询服务质量的影响。由于在基于K-匿名的LBS查询中，服务质量不仅与匿名区的大小有关，也与用户的查询范围有关，因而采用现有技术构造匿名区域，会出现LSP重复查询兴趣点的情况，导致用户获取服务的时延增加，服务质量进一步降低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于查询范围的匿名区构造方法，旨在解决现有的K-匿名方法存在匿名区域过大，服务质量降低的问题。为实现上述目的，本专利技术的技术方法包括如下：(1)通过匿名服务器生成满足用户隐私保护需求的子匿名区域集合CS：获取k个用户的位置信息，为每个用户随机生成子匿名区域，得到子匿名区域的集合CS＝{AR0，AR1…ARk-1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于查询范围的匿名区构造方法，包括：(1)通过匿名服务器生成满足用户隐私保护需求的子匿名区域集合CS：获取k个用户的位置信息，为每个用户随机生成子匿名区域，得到子匿名区域的集合CS＝{AR0,AR1,…ARm…,ARk‑1}，其中，ARm表示子匿名区域集合CS中第m个子匿名区域，m的取值为0到k‑1，每个子匿名区域的面积等于用户隐私需求匿名区域的最小面积Amin，且每个子匿名区域的中心位置均不存在用户；(2)以服务提供者的查询区域面积为判定标准，进行子匿名区域集合CS的更新：(2a)通过如下公式，计算子匿名区域集合CS中每个子匿名区域对应的查询区域面积：S(QAR)＝S(AR)+r*C(AR)+πr2,其中，AR表示CS中的子匿名区域，QAR表示AR对应的查询区域，S(AR)表示AR的面积，C(AR)表示AR的周长，r表示查询半径；(2b)从子匿名区域集合CS中，筛选出两个子匿名区域ARx和ARy：设在子匿名区域集合CS中，第i个子匿名区域ARi和第j个子匿名区域ARj合并形成新的子匿名区域为ARi,j，计算ARi,j对应查询区域的面积S(QARi,j)，从{S(QARi,j)|0≤i＜k，0≤j＜k,i≠j}中选取最小值，该最小值所对应的子匿名区域为ARx,y，并由ARx,y得出第x个子匿名区域ARx和第y个子匿名区域ARy，其中x为i的一个特定取值，y为j的一个特定取值；(2c)计算ARx、ARy对应的查询区域面积，比较ARx、ARy和ARx,y对应的查询区域面积，判断是否对子匿名区域集合CS进行更新：若S(QARx)+S(QARy)＞S(QARx,y)，则不对子匿名区域集合CS进行更新；若S(QARx)+S(QARy)≤S(QARx,y)，则更新子匿名区域集合CS，即将子匿名区域ARx和ARy替换为ARx,y，其中S(QARx)表示ARx的查询区域面积、S(QARy)表示ARy的查询区域面积、S(QARx,y)表示ARx,y的查询区域面积。(3)重复步骤(2)，直至不满足子匿名区域集合CS的更新条件，此时，得到更新后的子匿名区域集合CS′＝{AR′0,…,AR′l}，完成对匿名区的构造，其中AR′0表示组成匿名区的第0个子匿名区域、AR′l表示组成匿名区的第l个子匿名区域，l取值为0到k。...

【技术特征摘要】
1.一种基于查询范围的匿名区构造方法，包括：(1)通过匿名服务器生成满足用户隐私保护需求的子匿名区域集合CS：获取...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兴华，裴卓雄，刘海，雷凯跃，雒彬，马建峰，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61