位置隐私研究综述

近年来随着传感器和无线移动设备的飞速发展,随时随地获得个人位置成为可能。一方面,促进了基于位置服务的飞速发展,另一方面,个人位置隐私泄露的问题引起人们的广泛关注。由于移动环境中位置信息的特殊性,造成无法直接利用现有的关系数据库隐私保护技术。文章分析了位置隐私保护中存在的挑战问题,从系统结构、位置匿名技术和查询处理技术三方面归纳总结了现有的研究工作,并指出了未来的研究方向。  

位置隐私保护技术研究进展

移动通信和移动定位技术的快速发展促进了一个新的研究领域--基于位置的服务(LBSs).基于位置的数据的隐私保护已经成为基于位置的服务中的研究热点.在基于位置的服务被广泛使用的今天,位置隐私保护的重要性已经被充分地认识到.位置k-匿名[25] 是最早提出的用来保护位置隐私的技术,它是在用于保护关系数据记录隐私的k-匿名方法的基础上扩展而来的.目前,关于基于位置服务中的隐私保护的研究已经取得了一定的成果.然而,在基于位置的服务中,服务的质量与用户的隐私是一对矛盾,如何更好地平衡两者之间的矛盾也是研究的重点.另一方面,对用户的隐私进行保护而引发的一系列问题将对服务器处理能力提出新的挑战,例如如何对服务器端的不确定数据进行高效的查询处理等.因此,基于位置服务中的位置隐私保护不仅仅只关注如何保护用户的隐私,还需要关注隐私保护带来的一系列相关问题.本文初步讨论了当前位置隐私保护的方法及有待解决的问题.  

位置服务隐私保护研究综述

由于位置感知移动电子设备的繁荣,位置服务(LBS)几乎在所有的社会和商业领域广泛流行.虽然LBS给个人和社会带来了巨大利益,但也给用户的隐私造成了严重威胁.因为用户享受LBS的同时需要向不可信的LBS提供商泄露其位置和查询属性,而附加在这些信息上的上下文揭露了用户的兴趣爱好、生活习惯、健康状况等.如何保护用户的隐私免受恶意提供商的侵犯,对LBS生态系统的健康发展至关重要,因而引起了研究者的广泛关注.对LBS隐私保护的研究现状与进展进行综述.首先介绍LBS隐私的概念和威胁模型;然后,从系统结构、度量指标、保护技术等方面对现有的研究工作进行细致的分类归纳和阐述,重点阐述当前LBS隐私保护研究的主流技术:基于扭曲法的隐私保护技术;通过对各类技术性能和优缺点的分析比较,指出了LBS隐私保护研究存在的问题及可能的解决方法;最后,对未来研究方向进行了展望.  

PrivateCheckIn:一种移动社交网络中的轨迹隐私保护方法

移动设备的发展及无线网络的普及促使移动社交网络的出现及发展.签到服务作为移动社交网络中的主流应用,存在着严重的轨迹隐私泄露风险.文中针对签到服务中假名用户的轨迹隐私泄露问题,提出了一种轨迹隐私保护方法PrivateCheckIn.该方法设计了一种签到序列缓存机制,通过为缓存的签到序列建立前缀树、对前缀树进行剪枝及重构形成k-匿名前缀树,遍历k-匿名前缀树得到k-匿名签到序列,达到了轨迹k-匿名的隐私保护效果.文中证明了PrivateCheckIn方法既能保护假名用户的轨迹隐私,又确保损失签到位置最少,有效地保证了用户体验.通过构建前缀树的方式获取轨迹k-匿名集降低了计算代价.最后,文中在真实数据集上与(k,δ)-anonymity 方法进行了充分的对比实验,验证了PrivateCheckIn方法的准确性与有效性.  

CoPrivacy:一种用户协作无匿名区域的位置隐私保护方法

基于位置的服务的广泛应用给人们的生活带来了极大的便利.但是用户在享受这些便利服务的同时,个人的位置隐私也面临着严重的威胁.目前,典型的位置隐私保护技术是基于中心服务器的位置k-匿名方法.该方法容易使中心服务器成为性能瓶颈和集中攻击点,也容易造成查询处理过程的复杂化,且牺牲了用户的服务质量.文中提出了一种用户协作无匿名区域的隐私保护方法CoPrivacy,该方法通过用户之间协作形成匿名组,匿名组内的用户用该组的密度中心代替真实位置发出查询,并增量地从服务器获得近邻查询结果.组内成员通过近邻查询结果与自身位置之间的距离计算得出精确的查询结果.CoPrivacy在不使用匿名区域的情况下达到了k-匿名的效果,不牺牲用户的服务质量,并且提高了匿名系统的整体性能,简化了服务提供商的查询处理过程.文中在真实数据和模拟数据集上进行了充分的实验,验证了该方法的优越性.  

一种基于攻击树的VANET位置隐私安全风险评估的新方法*

为了系统分析评估车载自组织网络中位置隐私所面临的风险，建立了以位置隐私泄露为攻击目标的攻击树模型方法，在攻击树的基础上采用布尔代数法求出各种可能的攻击序列，并通过对叶子节点进行多属性赋值最后计算出了系统总的风险值和各攻击序列发生的概率，由此为决策者采取相应的位置隐私保护措施提供依据。  

传感器网络中基于源节点有限洪泛的源位置隐私保护协议

无线传感器网络广泛应用于目标监测,攻击者能够通过逆向、逐跳追踪数据包的方式定位数据源节点,因此,需要对数据源节点的位置隐私进行保护.已有的源位置隐私保护协议产生的幻像源节点集中在真实的源节点附近,不能够较好地保护真实源节点的位置隐私.为此,文中提出基于源节点有限洪泛的源位置隐私保护协议PUSBRF.考虑到具有更强视觉能力的攻击者,文中进一步提出EPUSBRF协议.实验表明,与已有的源位置隐私保护协议相比,文中提出的两种协议显著提高了源位置隐私的安全性,平均安全时间提高将近一倍.  

一种基于坐标和的保护位置隐私近邻查询方法

空间定位和无线通信技术的成熟促进了基于位置服务(Location Based Service,LBS)的发展,用户通过向LBS服务器发送位置和查询信息获取相应服务。这种模式不可避免地带来对用户个体隐私的侵犯。随着用户对个体隐私信息安全的日益关注,如何在保护用户位置隐私安全下提供基于位置的查询服务成为研究的热点。现有的基于可信第三方的方法主要存在以下问题:(1)难以寻找满足要求的可信第三方;(2)可信第三方容易成为系统的瓶颈,造成系统查询效率和扩展性较差。针对这些问题,提出一种不依赖于可信第三方的隐私保护查询策略,即客户端通过向LBS服务提供方发送其当前位置的二维坐标之和,实现对查询发起用户位置隐私的保护。LBS服务器通过设置基于坐标和的查询处理策略将包含查询结果的候选解反馈给客户端,进一步通过对候选解的有效剪枝,有效降低通信开销以及服务器与客户端的处理代价。理论分析和实验结果表明,算法是可行的,能够有效解决依赖于可信第三方的系统带来的查询效率和系统扩展性较差的问题。  

一种面向公路网络的位置隐私保护方法

移动用户经常会发出基于目前位置的最近邻查询.通常移动终端(用户)向不可信的位置服务器发送查询请求,请求中包含移动终端的位置信息,因而导致位置隐私的泄露.给移动用户提供位置服务的同时,保护移动用户的位置隐私也至关重要,而这种需求在公路网络应用中尤为明显.根据公路网络的结构特点,提出了隐匿环和隐匿树这两种子图结构.利用隐匿环和隐匿树模糊移动用户在公路网络中的位置信息,可以有效地保护位置隐私.文中提出了一种新的位置隐私保护方法-隐匿环与森林(CCF),即利用宽度优先搜索在图中寻找满足一定要求的环和森林.对于包含单行线的公路网络,CcF依然能够保护移动用户的位置隐私.在基于真实与模拟数据集的实验测试中,CCF方法显示了其在保护位置隐私方面的有效性以及在提供服务质量方面的高效性.  

基于定向贪心游走的WMSN位置隐私

无线传感器网络用于监控敏感对象,被监控对象的位置隐私成为一个重要问题.基于洪泛的幻影具有消息发送时间长且能量消耗过大的缺陷.为了使敌手难以跳到跳地反向追踪到信源位置,提出了定向贪心游走.与基干洪泛的幻影相比,定向贪心游走具有较小的消息发送时间和较低的能量消耗.特别在中介节点具有多个父节点的情形下,定向贪心游走具有较大的安全期.