一种面向车联网交通监测服务的高效隐私保护方法技术

本发明专利技术公开了一种面向车联网交通监测服务的高效隐私保护方法，是应用于由可信第三方、交通监测服务器、地图服务器及车辆所组成的网络环境中，并包括：1车辆注册；2路径分段3生成位置点集合；4生成真实路径集合；5生成混淆位置；6生成查询时间；7获得交通信息。本发明专利技术基于地理不可区分性在能够在保护司机位置隐私和身份隐私的同时为司机提供准确、及时有效的交通信息。的交通信息。的交通信息。

【技术实现步骤摘要】
一种面向车联网交通监测服务的高效隐私保护方法


[0001]本专利技术属于车联网应用领域，具体的说是一种面向车联网交通监测服务的高效隐私保护方法。

技术介绍

[0002]目前，在车联网中大量地理空间数据被以各种方式收集起来。地理空间数据可以为个性化服务提供很多好处，例如共享出行，推荐系统和web搜索。利用地理空间数据，服务器可以根据司机的位置推广靠近用户当前位置的当地餐馆，并推荐旅游景点。此外，车联网的快速发展也显示出其提高交通效率的巨大潜力。在交通监测服务中，配备了车载单元(OBU)和各种传感器(如多光束激光雷达和高分辨率相机)的车辆可以感知周围环境，并向云服务器报告车祸和交通拥堵等事件。当其他驾驶员发送位置查询事件时，交通监测服务器将结果返回给驾驶员，帮助他们更好地了解道路条件。尽管交通监测服务具有巨大的潜力，但对于这种基于位置的服务仍需解决一些具有挑战性的问题。
[0003]现有的基于位置的服务存在以下问题：
[0004]1、将查询信息上传到服务器时会暴露驾驶员的位置和其他信息。
[0005]2、没有关注交通拥堵等事件的时效性。
[0006]3、现有隐私保护方案没有考虑混淆位置的地理合理性。

技术实现思路

[0007]本专利技术是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种面向车联网交通监测服务的高效隐私保护方法，以期能够在保护司机位置隐私和身份隐私的同时为司机提供准确、及时有效的交通信息。
[0008]本专利技术为达到上述专利技术目的，采用如下技术方案：<br/>[0009]本专利技术一种面向车联网交通监测服务的高效隐私保护方法的特点是应用于由可信第三方、交通监测服务器、地图服务器及各个车辆所组成的网络环境中，并按如下步骤进行：
[0010]步骤一：车辆注册；
[0011]步骤1.1：各个车辆、地图服务器和交通监测服务器分别向所述可信第三方提供身份证明并提出注册请求；
[0012]步骤1.2：所述可信第三方分别验证相应车辆、地图服务器和交通监测服务器的身份，并在验证通过时，向其颁发证书，在验证不通过时，忽略相应请求；
[0013]步骤二：路径分段；
[0014]各个车辆将自身的总行驶路径均匀分割成I个子路径；
[0015]步骤三：生成位置点集合；
[0016]步骤3.1：当车辆A位于第i
‑
1个子路径时，车辆A分别在以第i个子路径的起点为圆心、r为半径的圆上随机选择k个起点位置集合{p1,p2,
…
,p
k
}；其中，半径r是根据给定
的隐私预算∈，并通过Gamma分布生成的；p
k
表示以起点为圆心的圆上的第k个位置；i∈[1,I]；
[0017]步骤3.2：车辆A按照步骤3.1的方式生成以第i个子路径的终点为圆心、r为半径的圆以及终点位置集合{p'1,p'2,
…
,p'
k
}；其中，p'
k
表示以终点为圆心的圆上的第k个位置；
[0018]步骤3.3：车辆A向地图服务器发送{p1,p2,
…
,p
k
}和{p'1,p'2,
…
,p'
k
}；
[0019]步骤四：生成真实路径集合；
[0020]步骤4.1：地图服务器接收到{p1,p2,
…
,p
k
}和{p'1,p'2,
…
,p'
k
}后，查询从第m个起点位置p
m
到第n个起点位置p
n
存在的起点真实路径&lt;p
m
,p
n
&gt;和从第m个终点位置p'
m
到第n个终点位置p'
n
的终点真实路径&lt;p'
m
,p'n&gt;；
[0021]分别将起点真实路径&lt;p
m
,p
n
&gt;和终点真实路径&lt;p'
m
,p'n&gt;相应加入到真实起点路径集合P和真实终点路径集合P'中；m,n∈[1,k]；
[0022]步骤4.2：地图服务器将P和P'发送给车辆A；
[0023]步骤五：生成混淆位置；
[0024]步骤5.1：对于第i个子路径的起点车辆A将圆划分成多个网格，其中，令表示包含端点的网格，将真实路径集合P叠加在网格上；
[0025]步骤5.2：若真实路径集合P中的&lt;p
m
,p
n
&gt;与网格相交，则根据起点和真实路径&lt;p
m
,p
n
&gt;之间的欧几里德距离，利用式(1)将映射到混淆位置点后，执行步骤5.4：
[0026][0027]式(1)中，表示将起点映射到混淆位置点的概率，S表示真实路径集合P落在网格中的路径点集合；
[0028]若真实路径集合P中没有任何路径与网格相交，则进入步骤5.3；
[0029]步骤5.3：根据其他网格与的距离，选择顺时针或逆时针的方向，先访问距离最近的网格是否与真实路径集合P中的路径相交，若有，则按照步骤5.2的过程得到相应网格的起点所映射的混淆位置点，否则，继续访问更远的网格，直到找到与真实路径集合P中的路径相交的网格为止；
[0030]步骤5.4：按照步骤5.1
‑
步骤5.3的方法得到第i个子路径的终点所映射到混淆位置点
[0031]步骤六：生成开始查询时间；
[0032]车辆A在发送第a次查询请求之前，计算第a
‑
1次查询的查询时间其中，和分别代表第a
‑
1次查询的开始时间和结束时间，从而得到前a
‑
1次查询的查询时间并构成查询时间集合
[0033]由I个子路径上的行驶时间构成行驶时间集合由I个子路径上的行驶时间构成行驶时间集合表示第i个子路径的行驶时间；
[0034]利用式(2)
‑
式(5)得到车辆A在第a次查询的开始时间
[0035][0036][0037][0038][0039]式(2)
‑
式(5)中，表示时间段集合T的平均值；表示行驶时间集合T
l
的平均值；表示第a次查询的查询时间；
[0040]步骤七：获得交通信息；
[0041]步骤7.1：车辆A依据第a次查询的开始查询时间向交通监测服务器发送混淆位置点和
[0042]步骤7.2：交通监测服务器查询路径之间的交通事件并返回给车辆A。
[0043]本专利技术一种电子设备，包括存储器以及处理器的特点在于，所述存储器用于存储支持处理器执行所述高效隐私保护方法的程序，所述处理器被配置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向车联网交通监测服务的高效隐私保护方法，其特征是应用于由可信第三方、交通监测服务器、地图服务器及各个车辆所组成的网络环境中，并按如下步骤进行：步骤一：车辆注册；步骤1.1：各个车辆、地图服务器和交通监测服务器分别向所述可信第三方提供身份证明并提出注册请求；步骤1.2：所述可信第三方分别验证相应车辆、地图服务器和交通监测服务器的身份，并在验证通过时，向其颁发证书，在验证不通过时，忽略相应请求；步骤二：路径分段；各个车辆将自身的总行驶路径均匀分割成I个子路径；步骤三：生成位置点集合；步骤3.1：当车辆A位于第i
‑
1个子路径时，车辆A分别在以第i个子路径的起点为圆心、r为半径的圆上随机选择k个起点位置集合{p1,p2,
…
,p
k
}；其中，半径r是根据给定的隐私预算∈，并通过Gamma分布生成的；p
k
表示以起点为圆心的圆上的第k个位置；i∈[1,I]；步骤3.2：车辆A按照步骤3.1的方式生成以第i个子路径的终点为圆心、r为半径的圆以及终点位置集合{p'1,p'2,
…
,p'
k
}；其中，p'
k
表示以终点为圆心的圆上的第k个位置；步骤3.3：车辆A向地图服务器发送{p1,p2,
…
,p
k
}和{p'1,p'2,
…
,p'
k
}；步骤四：生成真实路径集合；步骤4.1：地图服务器接收到{p1,p2,
…
,p
k
}和{p'1,p'2,
…
,p'
k
}后，查询从第m个起点位置p
m
到第n个起点位置p
n
存在的起点真实路径&lt;p
m
,p
n
&gt;和从第m个终点位置p'
m
到第n个终点位置p'
n
的终点真实路径&lt;p'
m
,p'
n
&gt;；分别将起点真实路径&lt;p
m
,p
n
&gt;和终点真实路径&lt;p'
m
,p'
n
&gt;相应加入到真实起点路径集合P和真实终点路径集合P'中；m,n∈[1,k]；步骤4....

【专利技术属性】
技术研发人员：顾辰，凌宝红，胡东辉，崔选得，马宝山，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：