[发明专利]一种基于泰森多边形的相同服务请求位置隐私保护方法

权利要求书

1.一种基于泰森多边形的相同服务请求位置隐私保护方法，其特征在于：匿名服务器收到用户的请求消息M以后，将请求消息在所在的泰森多边形中进行匿名处理，生成请求消息Q，发送给LBS服务器，查询用户以M＝(U_id,location,info,time,r,k)的六元组形式表示位于某一特定位置的用户请求消息，其中U_id是发出请求的用户的id号，location是用户发出的请求位置在二维平面上的坐标(x,y)，info是表示请求查询具体信息，time是表示用户发出请求的时间，r是匿名区域的半径，k是指匿名参数，具体包括以下步骤：

步骤1-1、将整体的位置服务区域依据泰森多边形的原理进行划分，由此得到多个紧紧相邻的不规则的多边形P_i(i＝1,2,3……)；

步骤1-2、匿名服务器根据用户请求消息M中的info判断该用户请求消息应该加入哪个服务请求簇，方法是判断其所属的泰森多边形P_i，并加入到P_i所对应的簇cl[i]中，若能够成功加入则跳转至步骤1-5，否则执行步骤1-3；

步骤1-3、若此时要加入的服务请求簇不存在，则需要建立新的簇cl[i]；

步骤1-4、设T_out为最大的允许查询时间，t_now为当前时间，当t_now-t_i<T_out时，cl[i]继续等待下一个用户请求消息，当有用户请求消息到来则返回执行步骤1-2；如果持续没有新用户请求消息加入，当t_now-t_i＝T_out时，设置k_max＝MAX(k₁,k₂,…,k_n)，由于服务请求簇中此时共有n_i个用户，因此虚拟的位置还需要随机构建k_max-n_i个，当cl[i]中的用户请求消息超过两个时跳转执行步骤1-6；

步骤1-5、当cl[i]中用户请求消息仅有1个时，若有新的用户请求消息到来，即第2个消息到来，修改当前的匿名域为：以两个用户位置点之间的距离为直径的圆，圆心O_i为该直径的中点，此时直径长度为L_max，r_i为

步骤1-6、计算新到来的用户请求消息M的位置location到当前匿名域圆心O_i(x_i,y_i)的距离当distance(location,O_i)≤r_i时，表示M的位置location在原来的服务请求簇内，跳转执行步骤1-9；若distance(location,O_i)>r_i则说明M的位置在簇的范围外，执行步骤1-7；

步骤1-7、计算用户请求消息M与当前cl[i]中存在的各个用户请求消息间距离的最大值L_max’＝MAX(L_max,distance(location,location₁),distance(location,location₂),distance(location,location₃),…,distance(location,location_n))，其中L_max为当前用户请求消息到来前求得的簇内最大距离，然后更新L_max＝L_max’；找到当前用户请求消息M距离泰森多边形内切圆最近的两个切点A(a_i,b_i)与B(a_j,b_j)，连接消息M的位置点、两个切点以及距离M为L_max的点构成一个不规则的四边形，作一个尽可能小的圆形域，标记此圆形域的圆心为O_i”(x,y)，半径为r_i”；当剩余各用户请求消息位置到O_i”的距离均小于等于r_i”，则表示剩余的请求消息在该圆内，跳转至步骤1-9，否则跳转至步骤1-8；

步骤1-8、当有若干用户请求消息位于簇外，那么可以依次测量这些用户请求消息距离步骤1-7中所求四边形的外接圆圆心O_i”的距离distance(O_i”,location_i)；假设此时用户请求消息q的位置距离O_i”最远，则以O_i”为圆心，此最远距离distance(O_i”,q.location)为半径r_q做圆；设置一个默认的最大匿名区域范围range，当r_q≤range时，则圆心O_i＝O_i”，半径r_i＝r_q，然后执行步骤1-9；当r_q>range时，则判定超出匿名范围并提示拒绝为该用户请求消息服务，结束不再执行后续步骤；

步骤1-9、成功加入当前服务请求簇后，其用户请求消息个数n_i＝n_i+1，并计算k_max’＝MAX(k_max,M.k)，当k_max’>n_i时，则跳转至步骤1-2继续等待新的用户请求消息的到来，否则该簇已达到匿名要求执行步骤1-10；

步骤1-10、匿名成功后，匿名服务器发送一条含有匿名域ASR以及请求查询信息的消息Q给LBS服务器，等待LBS服务器返回结果。

2.根据权利要求1所述的基于泰森多边形的相同服务 请求位置隐私保护方法，其特征在于步骤1-7中所述圆形域至少外接这一四边形的顶点，并且保证四个顶点均在圆形域内或边界上，其中所述圆形域的计算方法为：连接该四边形的两条对角线，任意三个顶点构成了一个三角形，共四种三角形，选取其中外接圆半径较小且包含三角形各顶点的那个圆，假设筛选出的三个顶点坐标分别为U(x_u,y_u)，V(x_v,y_v)，W(x_w,y_w)，则令a＝distance(U.location,V.location)，b＝distance(U.location,W.location)，c＝distance(V.location,W.location)，由海伦公式可以计算选中的三角形面积而该三角形外接圆的半径由于(x-x_u)²+(y-y_u)²＝(x-x_v)²+(y-y_v)²＝(x-x_w)²+(y-y_w)²，所以可得到2(x_v-x_u)x+2(y_v-y_u)y＝-x_u²+x_v²-y_u²+y_v²，2(x_w-x_u)x+2(y_w-y_u)y＝-x_u²+x_w²-y_u²+y_w²，联立二式可以得到外接圆圆心坐标