基于辅助区域的查询混淆位置保护方法及电子设备技术

本发明专利技术公开了一种基于辅助区域的查询混淆位置保护方法，包括以下步骤：根据用户的真实位置随机生成三个辅助位置；根据用户需求参数和辅助位置生成对应的三个辅助区域；混淆查询内容的生成；根据辅助位置、辅助区域、真实查询内容和混淆查询内容生成查询消息结果集，并结合三边测量法计算查询结果中每个兴趣点的坐标，最后得到用户真实位置与每个兴趣点的距离。本发明专利技术的有益效果：辅助区域机制使攻击者不能获取用户的准确位置，同时结合三边测量法在本地计算兴趣点的坐标，保证了LSS服务的准确性；混淆查询机制使攻击者无法通过查询结果集准确预测用户的下一个位置，保护了用户的查询隐私。询隐私。询隐私。

【技术实现步骤摘要】
基于辅助区域的查询混淆位置保护方法及电子设备


[0001]本专利技术涉及计算机科学与
，尤其涉及一种基于辅助区域的查询混淆位置保护方法及电子设备。

技术介绍

[0002]随着无线通信和定位技术的不断发展，基于位置的服务得到了迅速发展和广泛应用。根据《2022年中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》，2021年我国卫星导航与位置服务产业总体产值达到4690亿元人民币，较2020年增长约16.29％。基于位置的服务通过收集用户的位置信息为用户提供个性化服务，如兴趣点查询、娱乐社交网络和智能交通。位置搜索服务(location searching service,LSS)作为一种基于位置的服务，用于搜索用户与兴趣点之间的精确距离。LSS广泛应用于大众点评、Yelp、Expedia等移动位置搜索服务应用，并已成为人们生活的重要组成部分。
[0003]然而，在为用户提供便利的同时，LSS也引发了严重的隐私问题。用户需要向LSS服务器报告其当前位置以获得服务，而服务提供商可能会有意无意地泄露LSS查询中的位置信息，攻击者可以基于位置信息和用户提交的查询内容，利用数据挖掘等技术获取用户的个人敏感信息，如兴趣、习惯、健康等，这会严重威胁用户的人身和财产安全。为了保护用户的位置隐私，目前提出了许多位置隐私保护机制，目前的研究主要使用模糊位置，如k
‑
匿名和差异隐私。然而，这些方法在保护用户位置隐私时，提交给LSS的位置会变为模糊位置，而造成LSS准确性受损。Shi等人基于契约理论提出了一种激励机制，可以在保护位置隐私的同时提高位置准确性，但该机制采用模糊位置，这会存在查询范围以外的结果出现在结果集中，极大地影响用户的体验。Wu等人通过在用户端构造新的请求并将用户查询范围使用“掩盖范围”替换后提交服务器，使服务器难以推断出用户的准确位置，再通过客户端对返回结果集进行筛选和计算，保证其结果的准确性；但该方案缺少对查询内容的保护，这会使用户的查询结果暴露，若用户准备前往查询结果中的某一兴趣点，当查询结果集数量较少时，用户下一个位置有较高的几率被攻击者推测出来。
[0004]因此，亟需专利技术一种基于辅助区域的查询混淆(QOAR)位置保护方法来解决上述技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术公开了一种基于辅助区域的查询混淆位置保护方法及电子设备，通过采用辅助区域机制将用户的真实位置转换为三个辅助位置来保护用户的位置隐私，并结合三边测量法为用户提供准确地位置服务，同时提出了模糊查询机制模糊用户的查询内容，防止在结果集较少时攻击者对用户的位置进行准确预测并保护用户的查询隐私，从而可以有效解决
技术介绍
中涉及的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
[0007]一种基于辅助区域的查询混淆位置保护方法，包括以下步骤：
[0008]步骤S1：通过用户的真实位置随机生成三个辅助位置；
[0009]步骤S2：确定用户需求参数Δ并和三个辅助位置生成对应的三个辅助区域；
[0010]步骤S3：用户端获取周围LSS服务器的混淆内容库更新，然后在获取的混淆内容中随机抽取与真实查询内容不同的混淆查询内容；
[0011]步骤S4：根据辅助位置、辅助区域、真实查询内容和混淆查询内容生成查询消息结果集，并结合三边测量法计算查询结果集的交集中每个兴趣点的坐标，最后得到用户真实位置与每个兴趣点的距离。
[0012]作为本专利技术的一种优选改进，步骤S1中，所述根据用户的真实位置随机生成三个辅助位置，包括：
[0013]步骤S11：根据用户的真实位置l(x,y)和查询半径r随机预生成三个辅助位置al1’
、al2’
、al3’
；
[0014]步骤S12：获取辅助位置的坐标al1’
(x1,y1)、al2’
(x2,y2)、al3’
(x3,y3)；
[0015]步骤S13：计算al1’
和al2’
的斜率g
12
；
[0016]步骤S14：计算al1’
和al3’
的斜率g
13
；
[0017]步骤S15：判断斜率g
12
和g
13
是否相等，若不相等，则将预生成辅助位置al1’
、al2’
和al3’
作为辅助位置al1、al2和al3输出。
[0018]作为本专利技术的一种优选改进，步骤S2中，所述生成对应的三个辅助区域，包括：
[0019]步骤S21：根据重叠区域面积确定用户的位置隐私需求，并根据有效查询区域与真实查询区域面积的比值确定用户的查询质量需求；
[0020]步骤S22：计算重叠区域的面积和有效查询区域的面积；
[0021]步骤S23：根据用户的位置隐私需求和查询质量需求确定参数Δ值；
[0022]步骤S24：根据辅助位置和参数Δ生成三个半径为(1+Δ)r的辅助区域。
[0023]作为本专利技术的一种优选改进，步骤S22中，所述计算重叠区域的面积，包括：
[0024]计算两个交点构成的重叠区域面积、三个交点构成的重叠区域面积和四个交点构成的重叠区域面积。
[0025]作为本专利技术的一种优选改进，所述计算两个交点构成的重叠区域面积，包括：
[0026]步骤S2211：所述重叠区域为辅助区域Qa1、Qa2的相交部分，设定Qa1的半径为r1、Qa2的半径为r2、圆心之间的距离为d
12
；
[0027]步骤S2212：计算相交弧所对辅助区域Qa1的圆心角Ca1和辅助区域Qa2的圆心角Ca2；
[0028]步骤S2213：计算辅助区域Qa1的扇形区面积S1和辅助区域Qa2的面积S2；
[0029]步骤S2214：计算Qa1和Qa2的圆心与其中任意一个交点组成的三角形的面积S
tri
；
[0030]步骤S2215：根据扇形面积和三角形面积的差计算重叠区域面积A。
[0031]作为本专利技术的一种优选改进，所述计算三个交点构成的重叠区域面积，包括：
[0032]步骤S2221：设定辅助区域Qa1、Qa2、Qa3的半径分别为r1、r2、r3，各圆心之间的距离为d
12
、d
13
、d
23
；
[0033]步骤S2222：计算Qa3与Qa1的相关交点坐标；
[0034]步骤S2223：计算Qa3与Qa2的相关交点坐标；
[0035]步骤S2224：根据交点坐标计算交点与弧所构成区域的三部分弦长c1、c2、c3；
[0036]步骤S2225：计算重叠区域的面积A。
[0037]作为本专利技术的一种优选改进，所述计算四个交点构成的重叠区域面积，包括：
[0038]步骤S2231：根据四个交点(x0,y0)，(x1,y1)，(x2,y2)，(x3,y本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于辅助区域的查询混淆位置保护方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：根据用户的真实位置随机生成三个辅助位置；步骤S2：确定用户需求参数Δ并和三个辅助位置生成对应的三个辅助区域；步骤S3：用户端获取周围LSS服务器的混淆内容库更新，然后在获取的混淆内容中随机抽取与真实查询内容不同的混淆查询内容；步骤S4：根据辅助位置、辅助区域、真实查询内容和混淆查询内容生成查询消息结果集，并结合三边测量法计算真实查询结果集的交集中每个兴趣点的坐标，最后得到用户真实位置与每个兴趣点的距离。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤S1中，所述根据用户的真实位置随机生成三个辅助位置，包括：步骤S11：根据用户的真实位置l(x,y)和查询半径r随机预生成三个辅助位置al1’
、al2’
、al3’
；步骤S12：获取辅助位置的坐标al1’
(x1,y1)、al2’
(x2,y2)、al3’
(x3,y3)；步骤S13：计算al1’
和al2’
的斜率g
12
；步骤S14：计算al1’
和al3’
的斜率g
13
；步骤S15：判断斜率g
12
和g
13
是否相等，若不相等，则将预生成辅助位置al1’
、al2’
和al3’
作为辅助位置al1、al2和al3输出。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤S2中，所述生成对应的三个辅助区域，包括：步骤S21：根据重叠区域面积确定用户的位置隐私需求，并根据有效查询区域与真实查询区域面积的比值确定用户的查询质量需求；步骤S22：计算重叠区域的面积和有效查询区域的面积；步骤S23：根据用户的位置隐私需求和查询质量需求确定参数Δ值；步骤S24：根据辅助位置和参数Δ生成三个半径为(1+Δ)r的辅助区域。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤S22中，所述计算重叠区域的面积，包括：计算两个交点构成的重叠区域面积、三个交点构成的重叠区域面积和四个交点构成的重叠区域面积。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述计算两个交点构成的重叠区域面积，包括：步骤S2211：所述重叠区域为辅助区域Qa1、Qa2的相交部分，设定Qa1的半径为r1、Qa2的半径为r2、圆心之间的距离为d
12
；步骤S2212：计算相交弧所对辅助区域Qa1的圆心角Ca1和辅助区域Qa2的圆心角Ca2；步骤S2213：计算辅助区域Qa1的扇形区面积S1和辅助区域Qa2的面积S2；步骤S2214：计算Qa1和Qa2的圆心与其中任意一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：张少波，郭涛，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：发明
国别省市：