[发明专利]一种基于用户分布均衡度的路网环境位置匿名方法

说明书

本发明涉及一种基于用户分布均衡度的路网环境位置匿名方法，采用客户端‑服务器结构，摆脱传统k‑匿名模型都依赖的第三方匿名服务器，最大限度避免成为攻击者的攻击对象，突破传统方法中的系统瓶颈；同时提出用户路网分布均衡度概念，在匿名区域形成过程中充分考虑用户路网分布均衡度，避免匿名区域内k个移动用户之间出现路网占有率差别过大的情况，增加攻击者对用户甄别选择的不确定性，如此在位置匿名过程中，充分考虑匿名区域内移动用户路网分布情况，在有效保障用户位置隐私的前提下提高了匿名成功率，避免了安全隐患，最大限度实现对用户位置隐私的保护。

技术领域

本发明涉及一种基于用户分布均衡度的路网环境位置匿名方法，属于位置隐私匿名技术领域。

背景技术

近年来，无线通信技术和全球定位技术的快速发展促进了基于位置服务的兴起。在位置请求服务过程中，查询发起者不可避免地需要将自身位置共享给包括LBS服务提供方在内的第三方，用查询者的位置隐私来换取位置查询服务。恶意攻击者通过获取用户的位置信息再结合已有的背景知识，能够在很大程度上推测出查询者的真实身份、行为模式、健康状况、宗教信仰、个人喜好等敏感信息，从而造成隐私泄露。因此，采取一定方法对查询者(移动用户)的位置坐标进行匿名处理，使其真实位置不被攻击者获取，是位置服务中亟待解决的问题。称发起位置匿名请求的用户为匿名用户。

传统的位置匿名大多采用欧氏空间下的k-匿名算法。匿名用户发送给位置服务器，服务器端以满足隐私约束的空间区域代替匿名用户的位置，该区域中不仅包含匿名用户自身，还包含其它至少k-1个移动用户，即使攻击者截获此空间区域，也只能以1/k的概率推测出匿名用户的位置，此时称匿名用户的位置满足位置k-匿名。匿名用户和其它k-1个移动用户组成匿名集，匿名集中移动用户所在的区域称为位置匿名区域。但k-匿名算法并没有考虑移动用户现实中处于路网环境，特别是位置匿名区域中k-1个其它移动用户所处的路网环境以及这k个移动用户的路网分布均衡度。在传统的位置k-匿名中，当寻找到k个移动用户满足匿名集对用户数量的要求时，匿名区域即可根据这个匿名集生成，这样生成的匿名区域很可能仍然在敏感区域范围内。例如，匿名用户在“医院”发出位置服务请求，按照传统的k-匿名算法，寻找到的其它k-1个移动用户也同样可能仍然处于这个“医院”，当k个移动用户所在的位置生成匿名区域时，该匿名区域很有可能还在医院范围内，对匿名用户来说，即使通过k-匿名发送匿名区域给位置服务器请求位置服务，也可能会暴露自己在“医院”这一隐私。此外，匿名区域内k个移动用户路网分布均衡性会对匿名结果带来很大影响，那些位于密度较高路网区域的移动用户，路网占有率往往很大，这些移动用户通常会成为攻击者的首要攻击对象，而位于密度较小路网区域的移动用户，往往路网占有率很小，通常会被攻击者首先排除在攻击范围之外，从而使得匿名区域中需要被攻击者区分的移动用户数量小于k，不满足k-匿名要求，极端情况下匿名区域中需要被攻击者区分的移动用户数可能很小，甚至为1，使得匿名用户的位置更容易泄露。

因此，传统的k-匿名模型存在以下不足：

(1)第三方匿名服务器不可靠，且容易成为攻击者的重点攻击对象，从而成为系统瓶颈。

(2)k-匿名形成过程中其它k-1个移动用户的选择具有随机性和不确定性。结果使得匿名区域内k个移动用户的路网占有率差别很大，路网分布很难均衡。所处区域路网密度较大的移动用户更容易成为攻击者的攻击对象，而那些分散在路网偏僻位置的移动用户往往会直接被攻击者排除在攻击目标之外，从而使匿名区域内需要攻击者区分的效移动用户数小于k,不能满足有效k匿名的要求，极端情况下匿名区域内有效移动用户数量甚至为1，存在很大的安全隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于用户分布均衡度的路网环境位置匿名方法，采用客户端-服务器结构，摆脱传统k-匿名模型都依赖的第三方匿名服务器，同时提出用户路网分布均衡度概念，在匿名区域形成过程中充分考虑用户路网分布均衡度。