[发明专利]一种保护移动群智感知轨迹隐私的差分隐私方法

权利要求书

1.一种保护移动群智感知轨迹隐私的差分隐私方法，其特征在于，该隐私方法包括以下步骤：

S1：计算噪声总量并将噪声随机分配到真实轨迹中每一个位置的坐标，获取安全有效的一组候选轨迹；

S2：利用指数法随机选择一个候选轨迹作为输出。

2.根据权利要求1所述的差分隐私方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括以下步骤：

S11：初始化一个存储候选轨迹的空字典，初始化一个存储为用户轨迹上的位置点添加噪声大小和噪声方向的两个向量；

S12：采用Lambert函数计算得到用户在轨迹上所需要添加的噪声总量；

S13：将步骤S12得到的噪声总量分配到用户轨迹的不同位置点上，获得扰动轨迹；

S14：计算所得到的扰动轨迹是否为有效轨迹，若是，则将得到的轨迹加入到候选轨迹集，否则返回步骤S13重新计算得到扰动轨迹。

3.根据权利要求2所述的差分隐私方法，其特征在于，所述步骤S11具体包括：初始化一个集合S作为存储候选轨迹的空字典，集合中每一个键值对的键对应一个干扰后的轨迹t_i，t_i对应的值是实用参数u_i；初始化一个长度是2n值为0的噪声向量v来存储相应坐标上分配的噪声量，以及一个长度是2n值为0的方向向量w来存储噪声的方向。

4.根据权利要求3所述的差分隐私方法，其特征在于，所述步骤S12具体包括：设置拉普拉斯算子的随机数为：其中ε是隐私参数，2n是-1分支的Lambert函数，p∈[0,1)；计算噪声总量为：n是真实轨迹的长度，即位置数目。

5.根据权利要求4所述的差分隐私方法，其特征在于，所述步骤S13具体包括：在构造添加了噪声的轨迹时，随机选取需要添加噪声的位置；用户的每个位置点添加噪声的方向有两个，共有q个不同的位置需要添加噪声；通过t'＝t+v^Tw来获取添加了噪声的轨迹数据，其中w的取值为0或1或-1，如果w＝0表示随机选取需要添加噪声的位置不需要添加噪声，如果w＝1表示向该位置添加正噪声，否则向该位置点添加负噪声，最终获得添加了噪声的扰动轨迹。

6.根据权利要求5所述的差分隐私方法，其特征在于，所述步骤S14具体包括：通过如下公式计算用户轨迹由扰动轨迹所能够获得的效益：

其中，N_t、N_t'分别表示用户轨迹或扰动轨迹中的相邻两个位置点所形成的方向角所形成的向量；当计算得到的u(t,t')的值大于阈值时，认为该扰动轨迹为有效轨迹并将其加入到候选轨迹集S，否则重新开始构造扰动轨迹。

7.根据权利要求6所述的差分隐私方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括以下步骤：

S21：由公式u＝e^u，计算每条候选轨迹所获得的效益的指数值，并进行归一化；

S22：选用随机均匀分布函数生成一个0到1范围内的随机数，将步骤S21获得的值按从小到大的顺序进行排序并累加，当累加的所获得的值大于所生成的随机数时，那么此时所累加的值对应的轨迹即为所要发布的用户的轨迹。