[发明专利]基于动态位置关联的隐私保护方法

说明书

本发明公开了一种基于动态位置关联的隐私保护方法，主要解决现有技术中用户隐私泄露问题。其方案是：查询用户向匿名服务器发出查询请求；匿名服务器收到请求后，先算查询用户最大移动边界，再求其中各用户最大可达边界及其交集；然后预测上一时刻可能欧氏距离，再算当前欧氏距离、各用户信誉、高低信誉用户个数；最终将整体信誉最高、高信誉用户多且匿名区域面积小用户信息与真实用户信息一起，形成最终查询集合发给位置服务器；位置服务器收到该信息后，形成候选结果集返回给匿名服务器；匿名服务器筛选真实用户所需结果并返回。本发明采用信誉评估及距离预测机制，确保用户可信度和可用性，且抵御位置注入攻击，可用于各种连续查询位置服务中。

技术领域

本发明属于无线网络安全领域，特别涉及一种隐私保护方法，可用于各种连续查询位置服务中，主要抵御位置注入攻击。

背景技术

位置服务LBS，又称定位服务，其是由移动通信网络和卫星定位系统结合在一起提供的一种增值业务，通过一组定位技术获得移动终端的位置信息，如经纬度坐标数据，并将此位置信息提供给移动用户本人、其他人或者通信系统，来实现各种与位置相关的业务。

位置服务可以被应用于不同的领域，与此同时，在移动互联网大发展的趋势下，各类应用也在蓬勃发展。尤其，随着定位技术的快速发展，使得嵌入了位置服务LBS功能的应用得到了广泛的普及，给人们的生活带来了极大的便利。但LBS服务需要获知用户精确的位置信息，其对用户的隐私造成了极大的威胁。所以，在保证用户服务质量的同时，如何有效的保护用户的隐私信息是LBS服务目前所面临的巨大挑战。特别地，由于连续查询场景下用户位置信息之间的时空关联性，其隐私信息更容易泄露。近年来，学者们已采用不同的方法保护用户隐私，其中传统的k-匿名方案k-anonymity使用最为广泛，其实现了用户隐私保护。然而，由于传统的k-匿名方案k-anonymity自身假设存在有缺陷和弊端，导致实际查询情况与假设不一致，用户更易遭受位置注入攻击。

传统的k-匿名方案k-anonymity假设所有用于匿名的用户都是真实可信的，并发送自身真实的信息,即位置信息和查询内容信息给匿名服务器实现k-匿名隐私保护；但在实际情况下这种假设时不成立的，其存在一定的弊端，因为在实际查询中，匿名服务器根本没有考虑覆盖区域中各用户的可信度，默认其都是真实可信的，并直接将这些用户形成的满足真实查询用户隐私保护要求的匿名区域发送给位置服务器用于查询，并获得相应的查询结果。然而，实际中这些匿名用户中存在恶意用户或虚假用户，其是攻击者为了破坏真实查询用户隐私而特意注入的。所以，在这种情况下，如果匿名服务器依旧按照传统的k-匿名方案对用户的隐私进行保护，那么其不但达不到保护用户隐私的目的，甚至更容易暴露用户的隐私，使得用户更易遭受位置注入攻击。因为虚假用户潜伏在真实查询用户周围，并发送其虚假信息，即虚假位置信息和虚假查询信息给匿名服务器，最终导致真实查询用户隐私保护程度降低，甚至直接泄露用户隐私。其过程如图3所示，包括两个图，其中图3(a)表示查询发起者U在t_i时刻所形成的匿名区域示意图，图3(b)表示查询发起者U在t_i+1时刻所形成的匿名区域示意图；图3(a)中紫色圆形区域表示查询发起者t_i时刻所形成的匿名区域，其实现5-匿名且对应的匿名用户集合为{U₁,U₂,U₃,U₄,U_r}，U₁、U₂、U₃和U₄为匿名区域中可信用户，U_r为真实查询用户；图3(b)中黑色虚线圆形区域是真实查询用户t_i时刻所能到达的最大移动边界区域，紫色圆表示真实查询用户t_i+1时刻所形成的匿名区域，其仍然实现5-匿名且对应的匿名用户集合为{U₅,U₆,U₇,U₁₀,U_r}。然而，在该5-匿名集合中只有U₇和U₁₀是可信用户，而用户U₅和U₆都是攻击者注入的虚假用户，故其使得用户隐私保护度由5-匿名降低为3-匿名，极大地损害了用户隐私。