一种保护用户地理位置隐私的在线打车方法技术

本申请公开了一种保护隐私的在线叫车匹配方法，该方法包括四个步骤；系统初始化步骤获取道路网络的一组节点子集和区块大小；乘客信息加密步骤获取乘客设备根据所述道路网络生成并加密的道路网络嵌入向量；出租车信息加密步骤获取出租车设备根据所述道路网生成并加密的道路网络嵌入向量；乘客与出租车匹配步骤调用所述服务提供商的计算资源，匹配所述乘客道路网络嵌入向量和所述出租车道路网络嵌入向量，得到距离最近的匹配结果；向所述乘客设备和所述出租车设备发送所述匹配结果。该方法允许不受信任的服务提供商计算出租车和一个乘客之间的距离，并在保护用户的位置隐私的同时自己找到最近的出租车。同时自己找到最近的出租车。同时自己找到最近的出租车。

【技术实现步骤摘要】
一种保护用户地理位置隐私的在线打车方法


[0001]本申请涉及地理位置隐私保护
，尤其是涉及一种对在线打车服务中出租车与乘客地理位置隐私的保护算法，该算法在不向服务提供商泄露用户地理位置的同时，第三方服务商仍然可以计算出司机与乘客的距离，该算法具有非常高的安全性，可以保护司机与乘客的地址位置信息不被第三方服务商获取，该算法具有较高的性能，智能手机可以实时地加密出租车与乘客的地理位置信息，第三方服务器在收到乘客发送的加密地址位置后，可以快速地为乘客匹配最近的空载出租车，从而为乘客提供良好的打车体验。

技术介绍

[0002]目前，用户对自己地理位置隐私的关注不断增加，许多工作都在研究保护隐私的位置查询。一些研究提出了一些非加密的解决方案来隐藏确切的位置。有人使用地理网格id来匹配乘客与出租车；还有人提出了一个基于希尔伯特曲线的算法来隐藏乘客与出租车的地理位置，然而，这些解决方案不能提供准确的服务，因为它们使用的是不精确的位置。也有人提出了基于密码学的解决方案来解决这个问题，例如有人提出了一个保护隐私的方案，该方案基于私有集交集来确定会面点。有人利用安全的kNN来计算行程相似度，对乘客和出租车的确切位置进行加密，并根据同态加密和他们的欧氏距离找到最近的出租车。为了更好地表示道路网络中的距离，有人利用道路网络嵌入来转换位置。他们利用同态加密和GarbledCircuit来计算距离并以保护隐私的方式找到最近的出租车。然而，它需要另一个服务器来帮助服务提供者进行乘车匹配。还有人提出了一个基于PPH的方案，允许云服务器自己提供保护隐私的ORH服务。然而，在这个系统中，服务器可以推断出某些情况下的明文。
[0003]即现有技术无法确保服务提供商可以精确匹配乘客与出租车的同时保护乘客与出租车的位置隐私。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一个保护用户位置隐私的在线打车匹配方法，以解决现有技术中存在的乘客与出租车位置暴露的技术问题。
[0005]为解决上述技术问题，本申请提供了一种保护用户地理位置隐私的在线打车方法，应用于运行在服务提供商上的打车调度系统，其特征在于：包含系统初始化，乘客信息加密，出租车信息加密，乘客与出租车匹配四个步骤。
[0006]所述系统初始化步骤获取道路网络的一组节点子集和区块大小；所述乘客信息加密步骤获取乘客设备根据所述道路网络生成并加密的道路网络嵌入向量；所述出租车信息加密步骤获取出租车设备根据所述道路网生成并加密的道路网络嵌入向量；所述乘客与出租车匹配步骤调用所述服务提供商的计算资源，匹配所述乘客道路网络嵌入向量和所述出租车道路网络嵌入向量，得到距离最近的匹配结果；向所述乘客设备和所述出租车设备发送所述匹配结果。
[0007]本申请还提供了一种保护用户地理位置隐私的在线打车装置，应用于运行在服务提供商上的打车调度系统，其特征在于：包含系统初始化，乘客信息加密，出租车信息加密，乘客与出租车匹配四个模块。
[0008]采用上述技术方案，本申请具有如下有益效果：
[0009]本申请提供的保护用户位置隐私的在线打车匹配系统，本申请在不向服务提供商泄露用户地理位置的同时，服务提供商仍然可以计算出司机与乘客的距离，为乘客匹配最近的出租车，从而为乘客提供良好的打车体验。
附图说明
[0010]为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0011]图1为本申请实施例提供的系统架构概览图；
[0012]图2为本申请实施例提供的数值分块案例解释图；
[0013]图3为本申请实施例提供的向量差计算案例解释图；
[0014]图4为本申请实施例提供的在线打车匹配方法；
[0015]图5为本申请实施例提供的在线打车匹配装置。
具体实施方式
[0016]下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0017]下面结合具体的实施方式对本申请做进一步的解释说明。
[0018]如图1所示，本实施例提供的系统架构概览图，系统由三个实体组成，即服务提供者、出租车和乘客。服务提供者是基于他们的加密位置进行出租车和乘客匹配的实体。它根据密码文本计算每辆出租车和入境乘客之间的大致距离，并通过选择最近的出租车来匹配他们。出租车是等待乘客的实体。他们对自己的位置进行加密，并定期向服务提供商上传密码文本，以寻找匹配的乘客。乘客是想叫到最近的出租车来开始他们的行程的实体。他们对自己的位置进行加密并上传密码文本到服务提供商寻找最近的出租车。
[0019]为了实现保护出租车与乘客的地理位置信息不被服务提供商所获取，还能够允许服务提供商计算两者的距离，本申请用到了道路嵌入，伪随机函数，属性保存哈希等技术。
[0020]A.道路网络嵌入(Road Network Embedding，RNE)是一种将道路网络转换为高维空间以计算两点之间近似距离的技术。在该方案中，可以为道路网络中的每个点分配一个向量。两点之间的距离可以通过使用它们的给定向量来估计。道路网可以定义为加权图G＝(V，E)，其中V是道路交叉口集，E是道路集。假设G是一个无向图，n为V 的大小，d(a，b)代表a和b之间最小加权路长。如下操作可以将一个节点u可以转换为0(log2n)维向量：设k＝β＝0(logn)，将R定义为一个由V的β
·
k子集组成的集合，即R＝{S
1，1
…
S
1，k
…
S
β，1
…ꢀ
S
β，k
}。每个子集S
i，j
是V的随机子集，具有2
i
个节点。例如，子集 S
1，1
…
S
1，k
各有2个节点，子集S
β，1
…
S
β，k
各
有2
β
个节点。设D(u，S
i，j
) 表示u与S
i，j
中的节点之间的最小距离，即中的节点之间的最小距离，即
[0021]①
因此节点u的嵌入向量E(u)可以定义为：
[0022]E(u)＝(E
1，1
…
E
1，k
…
E
β，1
…
E
β，k
)
ꢀꢀꢀ
(1)
[0023]其中，E
i，j
(u)＝D(u，S
i，j
)。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种保护用户地理位置隐私的在线打车方法，应用于运行在服务提供商上的打车调度系统，其特征在于：包含系统初始化，乘客信息加密，出租车信息加密，乘客与出租车匹配四个步骤。2.根据权利要求1所述的方法，所述系统初始化步骤，包括：获取道路网络G＝(V，E)的一组节点子集R和区块大小I。3.根据权利要求1所述的方法，所述乘客信息加密步骤，包括：获取乘客设备根据所述道路网络生成并加密的道路网络嵌入向量。4.根据权利要求1所述的方法，所述出租车信息加密步骤，包括：获取出租车设备根据所述道路网生成并加密的道路网络嵌入向量。5.根据权利要求1所述的方法，所述乘客与出租车匹配步骤，包括：调用所述服务提供商的计算资源，匹配所述乘客道路网络嵌入向量和所述出租车道路网络嵌入向量，得到距离最近的匹配结果；向所述乘客设备和所述出租车设备发送所述匹配结果。6.根据权利要求2
‑
5任一项所述的方法，所述加密用到的密钥由密钥管理器生成和管理，所述密钥管理器不参与叫车服务。7.根据权利要求3所述的方法，所述乘客信息加密步骤，具体包括：1)将密钥k1，k2、地理位置分区编号z、时间戳s和块明文[E
i
(u
p
)]
j
作为输入，生成块密文[E
i
(u^
p
)]
j
。2)使用密钥k1，k2、地理位置分区编号z、时间戳s和乘客的道路网络嵌入向量的第I分量E
i
(u
p
)，生成密文E
i
(u^
p
)。3)使用密钥k1，k2、地理位置分区编号z、时间戳s和明文道路网络嵌入向量E(u
p
)，并生成将用于打车的道路网络嵌入向量密文E(u^
p
)。8.根据权利要求4所述的方法，所述出租车信息加密步骤，具体包括：1)使用密钥k1，k2、地理位置分区编号z、时间戳s和块明文[E
i
(u
t
)]
j
作为输入，生成块密文[E
i
(u^
t
)]
j
。2)使用密钥k1，k2、地理位置分区编号z、时间戳s和出租车的道路网络嵌入向量的第I分量E
i
(u
t
)，并返回密文E
i
(u^
t
)...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭宇，谢宏程，李春晓，张丹阳，傅书萱，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：