基于轨迹预测的动态匿名算法

位置K匿名是实现LBS(Location Based Services)隐私保护的重要手段。已有的K匿名机制大多针对无知识背景的攻击者模型,对攻击者能力的估计不足,存在用户位置隐私泄露的风险。针对此问题,本文提出一种基于历史轨迹预测的LBS动态匿名算法。该算法充分考虑攻击者基于历史数据对用户轨迹的预测能力,根据用户轨迹隐私泄露的风险级别,动态调整K匿名值实施保护,实验证明该算法在保护用户位置隐私方面是有效的。      

基于粒子群聚类偏移的地理位置不可区分

针对利用虚假噪声应对统计攻击时可被攻击者识别的问题,对差分隐私保护模型展开研究,提出了一种基于粒子群聚类,通过真实用户位置偏移实现地理位置不可区分的隐私保护方法。该方法通过当前区域内匿名用户按照粒子群聚类的方式各自偏移,满足广义差分隐私模型的基本要求,实现地理位置不可区分。最后,通过模拟实验与同类满足广义差分隐私模型的算法进行对比分析,进一步证实了所提出的算法的执行效率和隐私安全。由此,可认为该方法具有更好的实用价值更易部署在当前应用环境。     

一种基于匿名区域变换的位置隐私保护方法

针对基于位置服务的应用中存在的用户位置隐私泄露问题,提出一种基于匿名区域变换的位置隐私保护方法。在离用户一定距离处选择一个锚点生成匿名区域后,利用邻近节点处理法计算用户邻近节点查询结果与用户真实位置之间的距离,从而实现在保护用户位置隐私的同时得到精确的查询结果。理论分析和实验结果表明,与Cloaking Region和SpaceTwist算法相比,该方法在保证较低通信开销的前提下,具有较好的位置隐私保护性能。     

动态社会网络隐私保护方法研究*

针对动态社会网络数据多重发布中用户的隐私信息泄露问题,结合攻击者基于背景知识的结构化攻击,提出了一种动态社会网络隐私保护方法。该方法首先在每次发布时采用k-同构算法把原始图有效划分为k个同构子图,并最小化匿名成本;然后对节点ID泛化,阻止节点增加或删除时攻击者结合多重发布间的关联识别用户的隐私信息。通过数据集实验证实,提出的方法有较高的匿名质量和较低的信息损失,能有效保护动态社会网络中用户的隐私。     

连续不确定协作用户的隐私保护方法

针对分布式系统架构的基于位置服务隐私保护方法在连续位置查询服务中可能会受到的差异识别攻击,提出了一种单元格不确定性扩张的连续匿名区域隐私保护方法。该方法通过连续匿名区域内的协作用户缓存查询结果,并提供给需要同类查询结果的邻近用户的方法,降低申请者在整个连续位置查询服务的过程中与位置服务提供商之间的直接信息交互量,使得不可信的服务提供商无法获得足够的申请者信息来发动差异识别攻击,最大程度地保护了申请者的位置隐私。最后,通过安全性分析验证了所提出方法的隐私保护能力,同时利用实验验证进一步证明了该算法的安全性和执行效率。     

抗基于历史轨迹预测攻击的动态K-匿名算法

位置K-匿名技术被广泛应用于LBS隐私保护中,然而大多数基于K-匿名机制的研究缺少对攻击者背景知识的考虑,针对此,提出了一种抵御基于历史轨迹预测攻击的动态匿名算法。该方法以滑动窗口约束的方式挑选出与用户基轨迹相似的历史轨迹对用户位置进行预测,并对存在预测风险的位置动态添加历史数据以抵御预测攻击。与同类算法相比,实验结果表明该算法具有更好的预测性能,且在同等隐私需求下降低了用户的隐私披露风险。     

k-匿名下通过本地差分隐私实现位置隐私保护

针对用户位置隐私保护过程中攻击者利用背景知识等信息发起攻击的问题,提出一种面向移动终端的位置隐私保护方法。该方案通过利用k-匿名和本地差分隐私技术进行用户位置保护,保证隐私和效用的权衡。结合背景知识构造匿名集,通过改进的Hilbert曲线对k-匿名集进行分割,使用本地差分隐私算法RAPPOR扰动划分后的位置集,最后将生成的位置集发送给位置服务提供商获取服务。在真实数据集上与已有的方案从用户位置保护、位置可用性和时间开销方面进行对比,实验结果显示,所提方案在确保LBS服务质量的同时,也增强了位置隐私保护的程度。     

针对LBS中非可信用户协作构建匿名域的研究

基于位置的服务作为一种不断发展的新型服务模式,为人们的生活带来了极大的便利。但另一方面,用户的位置隐私也受到了很大的威胁。从LBS位置隐私保护的实际应用出发,根据现有的位置隐私保护模型,分析了在用户协作构建匿名域的方式下,用户非完全可信时,位置隐私面临的威胁,提出了User-Cooperation Security（UCA）匿名算法,在P2P空间匿名算法的基础上引入数字签名技术,实现用户之间的身份认证,并且在通信过程中,用接收方的私钥加密位置信息,避免了攻击者窃取他们的位置信息。算法中还加入了用户可以容忍的最大等待时间这一参数,通过等待一段时间重新进行节点发现,有效地提高了匿名成功率。通过实验验证,该算法可以更好地保护用户的位置隐私。     

粒子群属性聚类的位置隐私保护

针对基于位置服务中连续查询情况下，用户自身属性信息很容易被攻击者获取，并通过关联获得用户位置隐私的情况，提出了一种利用粒子群聚类加速相似属性用户寻找，并由相似属性匿名实现用户位置泛化的隐私保护方法。该方法利用位置隐私保护中常用的可信中心服务器，通过对发送到中心服务器中的查询信息进行粒子群属性聚类，在聚类的过程中加速相似属性用户的寻找过程，由相似属性用户完成位置泛化，以此实现位置隐私保护。实验结果证明，这种基于粒子群属性聚类的隐私保护方法具有高于同类算法的隐私保护能力，以及更快的计算处理速度。     

基于转移概率的位置隐私保护算法

基于位置的服务(location based service, LBS)得到了广泛应用，同时，用户的位置数据面临着巨大的隐私风险。因此，针对现有位置隐私方法中存在攻击者通过分析用户移动模式降低用户位置匿名度的问题，提出基于转移概率的位置隐私保护算法，通过马尔可夫链对用户的移动模式建模得到用户的转移概率，根据转移概率构建最优保护位置集，用策略图形式化保护位置集，通过拉普拉斯机制发布最优位置。通过实验分析，所提算法在保证用户位置隐私和发布效用的同时，拥有较低的时间成本。     

基于相似路径的位置隐私保护方法

目前,基于位置隐私的保护技术大多针对用户进行单次LBS请求进行设计,只考虑保护当前真实用户所在位置,而忽略了真实用户连续多次查询时存在的协作用户交叠导致真实用户位置泄露的情况,进而攻击者可根据真实用户位置点进行轨迹预测,最终获取真实用户运动轨迹,导致真实用户位置隐私的泄露.本文针对上述情况,在用户发起连续LBS请求时,提出了基于相似路径的位置隐私保护方法（LPBSP）,首先通过网格结构中历史用户密度进行一定均衡处理,使之符合真实的环境条件;然后对前后相邻时刻构造的相似路径进行轨迹偏移度、速度相似度等进行一定条件约束,使其更加贴近真实用户,从而混淆攻击者,达到位置隐私保护的目的,最后本文通过实验对比验证了本文在匿名成功率、执行时间及位置隐私保护度方面的可行性.     

基于位置语义的增量近邻隐私保护研究

针对LBS查询服务中构造的匿名区或选取的锚点仍位于敏感区域而导致的位置隐私泄露问题,提出一种基于位置语义的增量近邻隐私保护方法。该方法在客户端/服务器体系架构下,先根据用户的位置隐私需求计算语义安全匿名区,保护用户位置隐私;再筛选语义安全匿名区中道路交叉点作为语义安全锚点,保证了选取锚点是真实存在的,且其语义安全性达到最大;最终客户端以锚点位置请求服务并获取查询结果。实验结果表明,该方法能够较好地保护用户位置的隐私,且查询准确率较高约90%,查询时间较低约60 ms。     

基于遗传算法的空间网格划分匿名算法

隐私泄露问题已经成为阻碍基于位置的服务（location-based services,LBS）进一步发展的原因。针对当LBS用户发送查询时,用户的个人隐私可能会泄露给攻击者的问题,提出了基于遗传算法的空间网格划分的隐私保护算法（GAGP）。算法包括两个方法,即地图分割算法和假名生成法。地图分割算法利用遗传算法给每个网格赋权值,再通过使用邻接网格扩展的方法,保证每个划分区域的查询频率基本相等。假名生成法是用户在每次发送查询时使用假名来应对长期统计的攻击方式。通过实验证明所提算法与其他三种算法相比结果较好,所以提出的方案能够有效地保护用户的隐私。     

基于加密分割的位置隐私保护方法

基于位置的服务(location-based services,LBS)由于存在隐私泄露问题已越来越成为隐私保护领域中的热点.针对用户协作的隐私保护方法无法为参与用户提供自定义匿名度功能,且对协作用户的隐私保护效力不足,提出了一种基于加密分割的位置隐私保护方法.该方法采用分布式结构,通过用户对查询信息进行分割、加密、交换混合,满足了用户自定义匿名度需求,提高了用户间的隐私安全性,同时,采用假名方法抵御长期统计的攻击方式.通过理论分析和实验结果表明所提出的方法具有较好的隐私保护效果.     

车联网中基于位置服务的个性化位置隐私保护

随着车联网的快速发展,用户享受车联网提供的位置服务(location-based services,LBSs)时,位置隐私泄漏是一个关键安全问题.针对车载网络中位置服务隐私泄露问题,提出了一种基于差分隐私的个性化位置隐私保护方案,在保护用户隐私的前提下,满足用户个性化隐私需求.首先,定义归一化的决策矩阵,描述导航推荐路...     

基于时空关联和位置语义的个性化假位置生成方法

基于假位置的一类隐私保护方案在保护用户位置隐私的同时能够使用户获得准确查询信息,并无需依赖第三方和共享密钥.然而,当攻击者掌握一定的背景知识,例如道路时空可达信息、位置特征和用户的历史请求统计特性等,会导致假位置被识别的概率升高,降低隐私保护程度.针对上述问题,提出了基于时空关联和位置语义的个性化假位置生成算法.首先根据与前一次请求位置连续可达的条件产生假位置,然后通过建立语义树筛选出与真实位置语义相近的假位置,最后进一步筛选出与用户历史请求统计特性最接近的假位置.基于真实数据集将该算法与现有的算法进行比较,表明该算法在攻击者掌握相关背景知识的情况下,可以有效地降低位置隐私泄露的风险.     

基于连续查询的用户轨迹k-匿名隐私保护算法

随着移动服务和移动网络的持续发展,基于LBS的连续查询服务被广泛应用。基于单点的K-匿名位置隐私保护算法已经不能满足连续查询下用户位置隐私需求。针对用户轨迹隐私保护提出新的保护方法,该方法采用不可信第三方中心匿名器,用户获取自己的真实位置后首先在客户端进行模糊处理,然后提交给第三方匿名器,第三方匿名器根据用户的隐私需求结合用户某时刻的真实位置信息生成虚假用户,然后根据历史数据生成虚假轨迹。为了进一步提高虚假轨迹与用户真实轨迹的相似性,该算法提出了虚假轨迹生成的两个约束条件：虚假轨迹距用户真实轨迹的距离约束和相似性约束。经大量实验证明,该算法与传统的不同时刻K-匿名算法相比,不仅可以满足连续查询的用户轨迹隐私保护而且可以满足基于快照的LBS用户位置隐私保护。     

基于查询概率的位置隐私保护方法

现有的隐私保护技术较少考虑到查询概率、map数据、信息点（POI）语义等边信息,攻击者可以将边信息与位置数据相结合推断出用户的隐私信息,为此提出一种新的方法ARB来保护用户的位置隐私。该方法首先把空间划分为网格,根据历史查询数据计算出处于不同网格区域的用户提交查询的概率;然后结合相应单元格的查询概率来生成用户匿名区域,从而保护用户的位置隐私信息;最后采用位置信息熵作为隐私保护性能的度量指标。在真实数据集上与已有的两种方法进行对比来验证隐私保护方法的性能,结果显示该方法具体有较好的隐私保护效果和较低的时间复杂度。     

基于用户分布感知的移动P2P快速位置匿名算法

针对移动点对点（P2P）结构下位置隐私保护匿名区形成存在着通信开销大、匿名效率低以及成功率低等问题,提出了一种移动P2P结构下用户分布感知方案,用户在邻域内共享邻域加权密度参数,获取邻域用户实时分布信息,根据用户分布特征为用户推荐隐私参数及候选用户查找半径,帮助用户快速形成匿名区。仿真结果表明,该算法通信开销小,在满足移动P2P网络移动设备节能需求的同时,匿名区生成时间平均在500ms以下,平均成功率达到92%以上。     

一种基于最优轨迹的假查询隐私保护机制

随着移动通信技术和无线传感器的发展, 基于位置服务的应用给我们的生活带来极大的便利。在实际使用中, 用户需要向不可信的LBS服务提供商发送自己的实时位置和相关的查询信息, 这可能会导致用户的个人隐私信息遭到泄露, 特别是在使用连续位置查询服务时, 服务提供商可以利用位置的时空相关性来构建用户的轨迹信息, 进而推断出用户的居住地址、公司位置等敏感信息。传统的位置隐私保护方法通常只考虑到当前位置, 在解决连续位置查询时存在挑战, 因此, 为了解决连续位置查询中难以权衡轨迹可用性与隐私性的问题, 提出一种基于最优位置轨迹的假查询隐私保护机制。首先, 通过真实轨迹和假轨迹间的互信息来度量轨迹的隐私, 解决轨迹隐私难以量化的问题。在此基础上, 提出一种基于马尔科夫链的轨迹互信息计算方法, 简化了轨迹互信息的计算过程,并使用两条轨迹上对应位置点间的欧几里距离来量化位置轨迹的可用性。其次, 考虑到生成的假轨迹可能并不符合用户的通行习惯, 容易被识别出来, 我们选择历史轨迹作为假轨迹。为了减少轨迹上位置点的数量, 使用四叉树法对路网区域进行划分, 将轨迹划分为不同的片段, 在相关约束条件下寻找最优的历史轨迹作为假轨迹, 从而保证使用的假轨迹更加真实、合理。最后, 实验结果表明,本文的方案可以最大程度的实现位置数据隐私性和可用性平衡, 与其他方案相比, 安全性更高、系统计算开销更少。