[发明专利]一种空间众包中的差分隐私空间数据发布方法

说明书

本发明公开了一种空间众包中的差分隐私空间数据发布方法，属于网络与信息安全领域。本发明通过对空间众包工作者的真实位置添加符合差分隐私机制的噪声，解决了现有技术中对空间众包中工作者的位置隐私保护无法抗背景知识攻击的问题，同时充分考虑了邻近划分区域数据分布较为相似的情况下噪声容易产生叠加的情况，并采用KD‑树划分对网格划分结果进行调整，从而降低了工作者位置隐私泄漏的风险，提高了数据发布的可用性以及工作者的参与积极性。

技术领域

本发明属于网络与信息安全领域，具体涉及一种空间众包中的差分隐私空间数据发布方法。

背景技术

众包是指一种相关机构或个人通过公众的网络平台寻找非专职的人员解决某些问题的工作模式。近年来，移动终端技术与GPS技术不断发展，依赖于工作者位置数据的空间众包应用应运而生。智能手机在人们生活中迅速发展，依赖于智能手机的空间众包作为众包中一个特殊的分支，传统的方法不再适用这一新的领域，空间众包领域还存在大量的问题亟待解决。

在空间众包环境中，空间众包平台要求工作者提供实时精准的位置数据，而空间众包平台为不可信的第三方平台，这将会导致工作者的位置隐私遭受威胁。随着人们的隐私保护意识的增强，工作者将由于隐私泄漏风险而不愿参与任务的执行。如果空间众包平台不获取工作者位置数据，就不能根据工作者的位置信息和任务的位置信息高效地分配空间任务。因此，保护空间众包工作者位置隐私是十分必要的。

然而，现有的方法大都基于空间匿名技术保护空间众包工作者的位置隐私，该类方法很难抗背景知识攻击。同时，空间匿名技术的隐匿区域大小难以控制，容易导致由于过强的隐私保护而降低服务质量。基于差分隐私技术的隐私保护方法能很好地保护工作者的位置隐私，但现有的方法大都只能处理小规模二维空间数据，很难处理现实生活中大规模且偏斜的二维空间数据，因此有效保护工作者位置隐私的同时提高现实生活中的二维空间数据可用性是至关重要的。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在问题或不足，本发明提供了一种空间众包工作者位置隐私保护方法，以有效处理现实生活中的大规模且偏斜的空间众包工作者位置数据，同时针对邻近划分区域数据分布较为相似的情况下噪声容易产生叠加的情况进行了充分考虑，采用KD-树划分对网格划分结果进行调整，实现提高工作者位置隐私保护程度的同时保证数据可用性。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是，首先将空间众包工作者的真实位置数据存储到可信的移动服务提供商；当任务请求者发起任务请求时，空间众包平台向移动服务提供商发起工作者位置数据请求，此时移动服务提供商采用一定的隐私保护方法为空间众包平台提供工作者的位置数据差分隐私空间分解，从而在保护空间众包工作者位置数据的同时保证发布数据的可用性。

本发明为解决技术问题所采用的技术方案是：

一种空间众包中的差分隐私空间数据发布方法，包括下列步骤：

步骤1：移动服务提供商实时获取空间众包工作者真实的位置数据，并保存到移动服务提供商的数据服务器中，以保证向空间众包平台服务器提供实时的空间众包工作者的位置数据，响应该平台的查询请求；

步骤2：当空间众包平台上的任务请求者向空间众包平台发起任务请求时，空间众包平台向移动服务提供商发起空间众包工作者位置数据查询请求；

步骤3：移动服务提供商根据空间众包平台发起的空间众包工作者位置数据查询请求处理实时获取的空间众包工作者的位置数据，并构建一个关于空间众包工作者真实位置数据的差分隐私空间分解快照并返回给对应空间众包平台；

其中构建差分隐私空间分解快照的具体过程为：

步骤S31：针对多个空间众包工作者的真实位置数据D，采用满足差分隐私的伯努利随机采样处理，在原始的二维空间数据上抽取二维空间数据样本