[发明专利]基于语义和时空关联的路网LBS兴趣点查询隐私保护方法

说明书

本发明公开一种基于语义和时空关联的路网LBS兴趣点查询隐私保护方法，包括：中心匿名服务器初始化数据和数据库，并根据历史查询数据计算历史兴趣点查询频率；移动用户发送查询请求；中心匿名服务器获取历史查询数据，建立时空关联模型计算查询语义和位置语义之间的时间关联概率，定义关联熵构造当前时刻最优关联表；中心匿名服务器利用假位置生成方法生成匿名集合并重新排序匿名集合；中心匿名服务器将查询内容和匿名集合发送给LBS服务器进行查询，并接收LBS服务器返回的查询结果集；中心匿名服务器根据用户精确位置将接收到的结果集进行过滤，并将相应查询结果返回给用户。该方法能够有效防止语义推断攻击、时间关联攻击，安全性高，保护效果好。

技术领域

本发明涉及移动通信中路网环境下基于位置服务的隐私保护，具体地，涉及一种基于语义和时空关联的路网LBS兴趣点查询隐私保护方法。

背景技术

互联网络高速发展推动了基于位置的服务(location-based service，LBS)的发展进程。其中，兴趣点(point of interest，POI)查询一直是广泛使用的一项服务。

然而，用户在享受LBS兴趣点查询服务带来的便利的同时，可能面临位置隐私泄露的风险。一方面，攻击者不仅窃取中心匿名服务器提交给LBS提供商的假位置匿名集合，而且还知道用户当前的查询内容，通过查询内容的语义和匿名集合位置语义之间的时间关联关系过滤掉一些不切实际的假位置，使得攻击成功的概率大大增加；另一方面，攻击者根据位置语义信息，结合兴趣点历史查询数据、路网等背景知识，对假位置匿名集合进行分析，从而推测出用户的爱好、生活习惯、职业甚至健康等隐私信息。

现有的位置隐私保护方法很少结合查询内容对位置信息进行保护，也很少考虑匿名集合包含的位置语义，甚至只关注自由环境而忽略了更为复杂、贴近现实的路网环境。同时，现有的假位置生成方法无法抵御同时存在的语义推断攻击和时间关联攻击，一旦攻击者窃取了中心匿名服务器提交给LBS供应商的假位置匿名集合和用户当前的查询内容，就会造成用户位置隐私泄露的危险。

因此，急需要提供一种能够有效防止语义推断攻击、时间关联攻击的基于语义和时空关联的路网LBS兴趣点查询隐私保护方法来解决上述技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于语义和时空关联的路网LBS兴趣点查询隐私保护方法，该方法能够有效防止语义推断攻击、时间关联攻击，安全性高，保护效果好。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于语义和时空关联的路网LBS兴趣点查询隐私保护方法，包括：

步骤A、中心匿名服务器初始化路网数据、兴趣点数据库、历史查询数据，并根据历史查询数据计算历史兴趣点查询频率；

步骤B、移动用户向中心匿名服务器发送LBS兴趣点查询请求；

步骤C、中心匿名服务器获取当前查询时间的历史查询数据，建立时空关联模型计算查询语义和位置语义之间的时间关联概率，定义关联熵构造当前时刻最优关联表；

步骤D、中心匿名服务器结合最优关联表、用户发起查询时所在兴趣点的历史查询频率以及用户个性化隐私需求，利用假位置生成方法生成匿名集合并重新排序匿名集合；

步骤E、中心匿名服务器将查询内容和匿名集合发送给LBS服务器；

步骤F、LBS服务器根据接收到的匿名集合和查询内容进行查询，并将查询结果发送给中心匿名服务器；

步骤G、中心匿名服务器根据用户精确位置将接收到的结果集进行过滤，并将相应查询结果返回给用户。

优选地，步骤B中用户发起的兴趣点查询请求qu用一个四元组表示uid,t,uloc_t,qs_t；其中，