面向物联网搜索的隐私保护理论和关键技术

The Internet of Things (IoTs) can achieve the connection of all entities in our sensing world. The search technology of it will provide the information and relation of people, machines and objects. However, serious privacy disclosure risks are exposed when we are enjoying the convenience brought by IoTs search technologies. We face the risks of illegal attacks form malicious users, deduction attacks from valid uses and leak of users’ characteristics and preferences when searching in IoTs. Privacy preservation technology in the search of IoTs requires privacy and safety of data as well as high precision of search. But the subordination, the heterogeneity and the consistency of data and diversity of attacks bring the researches severe challenges. Existing privacy preservation technologies are not suitable for the environment of IoTs. Therefore, the project is proposed to further study the privacy preservation theory and the key technology in IoTs search, and to solve the problems of security and availability of data, safety and control of search and evaluation of privacy preservation. Concrete researches include: theory and model of privacy preservation, privacy preservation in data collection, privacy preservation for complex correlation in IoTs and search technology supporting location privacy. Besides, we plan to develop a platform for privacy preservation and a set of applications for IoTs to verify the theoretical results we will achieve. In brief, we aim to build the privacy preservation theory and technical framework for IoTs search to promote the development of IoTs search.

物联网实现了感知世界中实体的互联，其搜索技术可以提供人、机、物及其相互关系的信息。然而物联网搜索在为人们带来便利的同时，也暴露出严重的隐私泄露风险，面临恶意用户的非法攻击、合法用户的推演攻击和搜索过程中用户特征及偏好的泄露。物联网搜索中的隐私保护技术要求在实现高精确度搜索的同时保证数据的隐私安全，但是物联网数据的从属性、多源异构性、同一性以及攻击方式的多样性给研究提出了严峻挑战，也使得现有的隐私保护技术难以适用于物联网环境。为此本项目拟深入研究面向物联网搜索的隐私保护理论和关键技术，解决数据安全可用、搜索安全可控和搜索安全可评问题。具体研究内容包括隐私保护理论与模型、数据收集中的隐私保护、面向物联网复杂关联的数据隐私保护和物联网中支持位置隐私的搜索技术，并研发面向物联网搜索的隐私保护软件平台，验证理论研究成果。本项目旨在构建物联网搜索隐私保护理论和技术框架，促进和推动物联网搜索技术的发展。

物联网近年来被广泛应用于城市管理、数字医疗、智能交通、智能家居、公共安全等领域，极大地提高了社会治理水平，改善了人们的生活方式与生活质量。物联网搜索是物联网应用的基础。面向搜索服务的物联网体系架构包含三层：数据收集层、数据管理层和搜索服务层，其每个层次上都存在着严重的隐私泄露风险。随着物联网数据趋向海量化、数据关联复杂化、数据收集传输以及存储多样化以及恶意攻击能力的增强，在保证物联网搜索服务质量和效率的同时，保护物联网数据内容、查询内容、用户信息的隐私安全，面临着严峻挑战。为此本项目深入研究了面向物联网搜索的隐私保护基础理论，以及面向物联网数据收集、管理以及搜索服务的全方位隐私保护关键技术，以解决数据安全可用、搜索安全可控、隐私安全可度量问题。. 本项目针对物联网搜索隐私保护基础理论与模型，研究了物联网安全通讯协议、安全查询协议、分布式存储协议、隐私度量理论和时钟同步验证理论。针对数据收集中的隐私保护技术，研究了面向无线传感器网络的安全数据收集、面向智能终端的安全数据收集、面向车联网的安全通讯。针对数据管理中面向复杂关联的隐私保护技术，研究了基于密码学的安全数据外包存储与查询、基于区块链的去中心化安全数据存储、基于差分隐私的安全数据分析。针对物联网中支持位置隐私的搜索技术，研究了保护位置隐私的安全搜索、保护轨迹隐私的安全搜索以及物联网搜索中的个性化隐私保护。在上述理论和技术的基础上，我们研发了数据脱敏软件和隐私保护浏览器插件，并集成到应用系统中进行了示范应用。. 项目在执行期间共发表和录用学术论文79篇，其中SCI收录期刊20篇，CCF A类英文国际会议及期刊论文27篇，CCF A类中文期刊9篇。申请国家发明专利14项，其中授权6项。 获得软件著作权登记3项。培养博士生和硕士生34名，项目组1人入选国家人才计划，获得1篇优秀博士论文奖。