[发明专利]一种基于P2P结构下的位置隐私保护方法

说明书

本发明公开了一种基于P2P结构下的位置隐私保护方法，包括步骤如下：1、用户生成寻找协助节点请求，收集愿意协助的节点位置信息，形成用户节点集；2、用户获取自己的位置信息；n子区域数目与δ区域相似因子进行多个子匿名区域的生成工作；3、生成相应子区域中的查询；将不同的查询间隔随机时间段发送给相应的代理节点；4、不同的代理节点发送相应的查询信息到LBS服务器；5、LBS服务器根据不同的查询信息，对数据库进行相应的检索，并发送相应的查询候选集结果到相应的代理节点；6、从所有结果集中筛选求精获得合适的查询结果。具有在平均匿名区域大小、用户分布熵值与恶意用户合谋攻击抵抗三个方面都具有良好表现的优点。

技术领域

本发明的基于P2P结构下的位置隐私保护方法，为一种基于P2P结构下，考虑通过多匿名区域的方式保护用户位置隐私的技术；方法基于欧氏空间，保证用户在保持原有的匿名需求的同时，对用户节点集进行多匿名区域划分，考虑基于区域相似性以及用户均衡性两种策略去生成多个子匿名区域，有效地减少了查询开销与通信开销，并且可以抵抗P2P结构下的恶意用户节点与半可信服务器的合谋攻击，增强了用户的隐私保护程度。

背景技术

随着移动互联网的高速发展，在传感器与移动设备普及的今天，基于位置服务(Location-based Service,LBS)的应用也越来越流行。目前主流的LBS应用有兴趣点查询，导航和即时信息推送等。兴趣点查询一般是用户查询附近一些感兴趣的地点，比如餐厅、加油站等；导航应用主要是针对车主，根据用户设置的起始点在地图中做出轨迹路线或者是用户查询某些路段的交通情况等；而即时信息推送一般由服务提供商推送优惠信息给用户，比如地理围栏应用，可以在一定范围内推送折扣信息到指定用户的设备上。

用户在获取这些基于位置的服务时，需要向服务提供商提供自己的精确位置信息；在这个过程中，用户的信息可能被攻击者窃听或攻击服务器获得，导致用户的位置信息泄露，进而推测出更多敏感信息。比如用户查询附近的医院信息，攻击者获取到用户位置的同时推测用户的健康状况，导致用户的健康敏感信息暴露。因此，对于位置隐私的保护很有必要。在保护位置隐私的同时，也需要权衡服务质量，一方面，越精确的定位技术可以让用户获得越精准的位置服务，但同时也意味着用户的隐私更加容易暴露。如何平衡隐私保护与服务质量，是位置隐私保护研究工作的重点。

对位置隐私保护的研究，需要从三个方面考虑，即系统结构、保护目标和隐私机制。

目前，针对位置隐私保护的系统结构主要有三种，即独立结构、中心服务器结构与分布式点对点结构(即P2P结构)。独立结构是传统的用户与数据库服务器结构，只由用户自己完成匿名工作；中心服务器结构在独立结构基础上增加了可信中间服务器，对用户查询进行匿名工作，并且与数据库服务器通信获取候选结果集，从中筛选精准的结果返回给用户；P2P结构则是多用户组成的P2P网络与数据库服务器形成的结构，由网络中用户节点协作匿名完成匿名查询。

保护目标一般可以分为两种。第一种是身份信息，指用户的身份ID、设备信息或者其他能够唯一确认该用户身份的信息；第二种是空间信息，指用户的位置信息，以及在地图上与位置相关联的语义敏感信息等。从这两个保护目标开始，出现了许多位置隐私保护的机制。

针对身份信息，一种常用的保护方法是假元机制。用户在提出查询时使用假名或假位置代替自己真实信息，保护用户隐私不被泄露。这种方法需要用户自己去生成假名或假位置，对于用户设备的要求较高，而且攻击者也可能结合地图信息推断用户的真实信息。另一种针对身份信息保护的方法则是混合区域机制。匿名服务器在一些区域中设立混合区域，当用户抵达后将不再进行位置更新，并且进入区域中的不同用户进行假名交换，在离开时不同的用户带着新的假名，使攻击者更难以推断进入区域前后的用户对应关系。