一种基于差分扰动的个性化轨迹隐私保护方法
摘要文本
本发明公开一种基于差分扰动的个性化轨迹隐私保护方法,属于位置服务与信息安全领域。考虑轨迹上不同时刻位置之间的时间相关性,用户通过当前时刻位置的先验概率确定该时刻可能的位置集合,根据轨迹上不同时刻位置之间的时间相关性确定每个时刻的可能的位置集合,在该位置集合里面结合地理不可区分性与期望推断误差,基于希尔伯特曲线的最小距离搜索算法为集合里面的每个可能位置选择个性化位置保护集,针对位置保护集应用Permute‑and‑Flip机制生成概率分布矩阵释放伪位置。其步骤简单,保护灵活性高,通过设置不同隐私预算和期望推理边界误差能满足用户在不同场景下个性化隐私保护需求,平衡位置隐私与服务质量。
申请人信息
- 申请人:中国矿业大学; 徐州市第一人民医院
- 申请人地址:221116 江苏省徐州市大学路1号中国矿业大学
- 发明人: 中国矿业大学; 徐州市第一人民医院
专利详细信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 一种基于差分扰动的个性化轨迹隐私保护方法 |
| 专利类型 | 发明申请 |
| 申请号 | CN202311653693.X |
| 申请日 | 2023/12/5 |
| 公告号 | CN117675340A |
| 公开日 | 2024/3/8 |
| IPC主分类号 | H04L9/40 |
| 权利人 | 中国矿业大学; 徐州市第一人民医院 |
| 发明人 | 闵明慧; 曹明歌; 李雨露; 代明慧; 朱浩鹏; 王洪梅; 李世银 |
| 地址 | 江苏省徐州市南郊翟山; 江苏省徐州市铜山区大学路269号 |
专利主权项内容
1.一种基于差分扰动的个性化轨迹隐私保护方法,其特征在于,针对需要轨迹隐私保护的用户,收集用户移动轨迹上不同时刻位置之间的时间相关性确定每个时刻的可能的位置集合,之后在可能的位置集合里面结合地理不可区分性与期望推断误差技术,基于Hilbert curve的最小距离搜索算法为位置集合里面的每个可能位置选择个性化位置保护集,针对位置保护集应用Permute-and-Flip机制生成概率分布矩阵,考虑了轨迹上不同位置的时空相关性释放伪位置,释放的伪位置符合用户的平时的生活习惯以迷惑攻击者,实现对用户轨迹的个性化隐私保护;具体步骤如下:步骤1:收集用户的移动轨迹,将移动轨迹分解为按照时间排雷的位置点,将所有坐标点生成用户位置集,将用户数据集中用户在t时刻先验概率极小或者为0的位置点剔除,得到用户在t时刻的可能的位置点集合/>步骤2:将地理不可区分性与期望推断误差两种位置扰动机制结合以限定网络攻击者的推断误差范围,通过设置不同的推断误差下界以实现用户个性化隐私保护需求;通过基于Hilbert curve的最小距离搜索算法找到内的每个可能位置的位置保护集Φ;t步骤3:利用位置扰动机制Permute-and-Flip对用户t时刻的位置保护集Φ生成一个概率分布矩阵向LBS服务器发布伪位置,通过设定不同的隐私参数E,推断攻击者对用户当前时刻位置的推断误差下界以限制攻击者的推断范围,并结合隐私预算实现不同的隐私需求的个性化调整,从而实现对t时刻用户位置的个性化隐私保护;tm步骤4:根据用户移动轨迹上不同位置之间的时间相关性得到用户在t+1时刻可能的位置集合步骤5:根据步骤4得到t+1时刻可能的位置集合重复步骤2找到t+1时刻的位置保护集Φ,重复步骤3利用扰动机制Permute-and-Flip发布扰动位置,从而生成不同时间下符合用户生活、移动习惯的伪位置,实现对用户移动轨迹隐私的个性化保护。t+1