基于位置服务在受限网络中的个人隐私保护技术研究

With advances in wireless communication and mobile positioning technologies, location-based services (LBSs) have been gaining increasingly popularity in recent years. While people get much benefit from the useful and convenient information provided by LBSs, the privacy threat of revealing a mobile user's personal information has become a severe issue. Thus, privacy preservation in LBSs has been received considerable attention from the database community in the past few years. In this project, we first survey the state of the art of privacy protection techniques in location based services from three typical scenarios: online privacy preserving in the Euclidean space, online privacy preserving on the constrained network, and the offline trajectory privacy protection in data publishing. Then, based on the features of the constrained network, this project aims at systematic exploring the basic theory and implementation methods for privacy preserving on constrained network in LBSs. And we mainly focus on four key issues: the adversary background knowledge mining, personalized privacy model, efficient anonymization methods, and evaluation metrics on the constrained network. These studies will provide new ideas, theoretical methods and technical support for further research for privacy protection in location-based services.

随着无线通信和移动定位技术发展，基于位置服务在全球移动运营商的重视和推广下，正成为最具增长性的新业务之一。人们在感叹基于位置服务为工作生活带来便利的同时，也意识到个人隐私和安全受到了威胁。所以有关个人隐私信息泄漏问题逐渐成为当今国内外学者研究的热点之一。本项目从自由空间中的在线个人隐私保护技术、受限网络中的在线个人隐私保护技术和移动数据库数据发布中的轨迹隐私保护技术三个不同场景，深入分析了国内外在位置服务中有关个人隐私保护技术的研究现状。在此基础上，本项目拟从受限网络特点出发，针对自由空间和受限网络中现有技术缺陷，系统研究基于位置服务在受限网络中隐私保护技术的基本理论和实现方法，重点研究基于受限网络的攻击者背景知识挖掘、感知受限网络特质的个性匿名模型、高效隐私保护算法和评价标准四个方面问题。通过本项目的研究为基于位置服务中的隐私保护技术进一步深入研究与应用提供理论方法、技术支撑和新的思路。

本项目以道路网络上的基于位置服务为应用背景，针对道路网络上的快照查询、敏感查询、连续查询隐私保护问题以及高效位置隐私保护算法等关键问题进行了研究，同时将位置隐私保护技术向移动商务推荐和基于距离的社交发现等新型应用中进行了探索性的研究。. 针对用户的敏感信息隐私泄露问题，基于个性化隐私的要求，提出了一个应用于道路网络上的匿名算法——P3RN，保护了保护每一个用户的标识、位置和敏感信息。. 针对现有基于图遍历的位置匿名方法需要重复对路网进行全局扫描的问题，提出了一种道路网络上基于网络Voronoi图的高效位置匿名算法。利用网络Voronoi图将道路网络划分为独立的网络Voronoi单元，在局部NVCs中进行位置匿名。. 针对现有在道路网络上的位置隐私保护工作无法同时防止连续查询攻击和位置依赖攻击，提出了一种道路网路上基于时空相似性的连续查询位置隐私保护算法。在匿名用户集不变的前提下，提出了一种连续时刻内匿名路段集生成算法以防止位置依赖攻击。. 针对移动用户隐私泄露的问题，提出了基于交换和合并的改进匿名集划分算法EMAGAS，对于移动情境下的推荐研究，没有考虑位置因素，提出了基于隐私保护提出了采用结合二部图扩散的TOPSIS组推荐算法。. 针对社会发现的隐私保护技术较少，用户易受到三边测量攻击和无距离定位攻击等问题，提出了一个新的框架DistSD。在该框架中，提出了两个基于网格的索引结构（HGird和DGrid），并针对在移动设备上寻找满足用户隐私需求的最多邻近用户问题，提出了两个新算法FBuck和LCF2。. 该项目从背景知识、匿名模型、高效匿名算法和评价标准四个方面，建立隐私保护的系统理论和方法体系。研究成果可在基于位置服务、移动社交网络、移动商务等方面发挥重要作用。