[发明专利]基于路网的移动对象K近邻查询验证方法

说明书

一种路网移动对象K近邻查询验证方法，首先数据拥有者针对路网数据与移动对象数据采用不同的索引结构来构建验证信息，然后服务器处理查询请求的同时创建验证对象(Verification Object,VO)，最后客户端根据查询结果与验证对象完成查询结果的可靠性与完备性验证。本发明针对移动对象数据提出了一种验证数据结构，在支持查询处理的基础上也能支持查询验证。

技术领域

本发明涉及一种移动对象K近邻查询验证方法。

背景技术

移动设备定位服务的普及，使得基于位置服务得到大力的发展。这些服务涉及大量复杂的空间数据集和高效的查询处理算法，而数据的有效存储以及查询算法的计算都远远超出了数据拥有者的承受能力。正是由于存储能力与计算能力的限制，所以数据拥有者一般采用数据外包的方式将空间数据外包给第三方服务器，由服务器负责数据的存储与计算。在数据库外包模型中，共有三方实体。数据拥有者为数据的原始拥有者；客户端提出查询请求；服务器负责处理客户端的查询请求。

数据外包给数据拥有者提供了较为便利的解决方案，但是同时也带来一些安全隐患。首先服务器不是数据的原始拥有者，它有可能会在自身利益的驱使下修改查询结果，此外黑客攻击也可能会修改原始数据。于是在数据外包的模式下，服务器必须提供一种方法使客户端可以验证查询结果的可靠性与完备性。可靠性是指查询结果的每一条数据都来自原始数据，完备性是指查询结果没有被遗漏。现有的K近邻查询验证主要是针对静态数据，而没有考虑移动数据的查询验证问题。由于移动对象数据的位置信息不断改变，在数据库中一般使用网格来实现索引，无法像静态数据一样使用树形结构索引数据并在节点上添加验证信息。目前针对移动数据的查询验证还没有得到针对性的研究。此外路网空间的查询验证具有更高的现实意义，路网空间的距离计算不同于欧式空间的距离计算，也无法使用圆形结构来定义局部范围，相比于欧式空间的查询验证路网空间的查询验证更加复杂。

发明内容

本发明要克服现有技术的上述缺点，提供一种路网移动对象K近邻查询验证方法。

首先数据拥有者针对路网数据与移动对象数据采用不同的索引结构来构建验证信息，然后服务器处理查询请求的同时创建验证对象(Verification Object,VO)，最后客户端根据查询结果与验证对象完成查询结果的可靠性与完备性验证。

本发明的基于路网的移动对象K近邻查询验证方法，包括如下步骤：

1、数据拥有者构建验证信息；

数据拥有者针对路网数据与移动对象数据采用不同的索引存储数据，并构建验证信息，然后使用双钥加密技术获得一对公钥私钥，使用私钥进行数据加密，公布公钥使得相关用户可以获取之后用于数据验证。具体包括：

11)路网数据的验证信息构建。针对静态的路网数据，采用Merkle-Rtree作为验证数据结构索引路网。Merkle-Rtree是一颗二叉树，路网数据存储在叶子节点中。每个叶子节点根据其中的路网数据使用防碰撞hash函数得到一个唯一摘要值，中间节点的摘要值由其子节点的摘要值级联来确定，最后确定的根节点摘要值使用私钥签署得到签名值：roadSignature。

12)移动对象的验证信息构建。由于动态数据的位置信息不断改变，在数据库中一般使用网格来实现索引。使用Merkle-Quadtree(MQT)作为验证数据结构索引移动对象数据。首先使用四分网格划分路网空间，然后使用一颗四叉树来索引网格，通过设定网格大小阈值来完成移动数据的索引。移动对象数据存储在叶子节点中，然后为每一个节点添加验证信息。如果是叶子节点，则根据其中的移动对象数据创建摘要值，如果是中间节点则使用其子节点的摘要值级联而来。同样将最终的根节点摘要值使用私钥签署得到签名值：poiSignature。

13)数据拥有者将两棵索引树以及对应的根节点签名值传输给服务器。

2、服务器处理查询请求并创建验证对象；