人为参与的移动群智感知数据获取与发布的安全与隐私保护研究

Mobile Sensing System (MSS) is a promising paradigm that exploits ubiquitous personal mobile smart devices for large-scale environmental and social sensing. However, the acquisition and release of mobile crowd-sensing data confront with serious security and privacy threats, because of the introduction of human-participation in MSSs. For secure, accurate and efficient acquisition and release of mobile crowd-sensing data, this research first plans to design secure and trustworthy system association and communication schemes for heterogeneous private mobile devices. Next, considering that MSS participants are inherently autonomous and self-interested, this research intends to acquire high-quality crowd-sensing data by designing effective user incentive mechanisms. Then, we tend to design high utility and privacy-preserving releasing schemes for crowd-sensing data, which are multi-dimensional and complexly correlated. Finally, the performance of our designs will be validated by using both large-scale simulations and real-world prototype experiments. For the realization of user demand-driven mobile crowd-sensing services in the Big-Data era, research on secure acquisition and privacy-preserving release of mobile crowd-sensing data will produce nontrivial theoretical and practical value.

移动感知系统通过组织海量的个人移动智能设备实现大规模环境和社会信息感知，具有广阔的应用前景。然而，由于存在人为参与因素，移动感知系统中群智感知数据的获取和发布过程面临着严峻的安全和隐私威胁。为了在复杂人为参与因素的影响下实现安全、准确、高效的移动群智感知数据获取与发布，本研究拟首先针对移动感知系统中个人移动设备异构化和私有化的特点，设计安全可信的移动感知系统组网与通信机制；其次，针对移动感知参与用户的自治和利己特性，设计基于用户激励的高质量群智感知数据获取机制；再次，针对移动群智感知数据维数高和关联性复杂的特点，设计高效用性的多维群智感知数据隐私保护发布机制；最后，通过仿真平台和原型系统实验验证所设计机制的性能。针对移动群智感知数据的安全获取和隐私保护发布的研究对于实现大数据时代消费者需求导向的实用化移动感知系统至关重要，具有重要的理论研究意义和实际应用价值。

人为中心的移动群智感知系统已经成为实现灵活、经济、大规模城市感知的重要途径。然而，移动群智感知服务的性能强依赖于感知参与用户难以预测的行为。为了实现实际可用的群智感知服务，需要对感知系统安全、感知数据的质量、参与者隐私保护进行深入研究。因此，本项目针对移动感知系统中由于人为参与因素引入所带来的安全与隐私威胁进行系统分析，研究设计了体系化的移动感知系统安全与隐私保护机制。首先，本项目针对移动智能设备异构化、私有化和机会相遇的特点，研究设计了基于数据质量的可信缓存设备选取方法，实现了安全可靠的移动感知设备组网与通信。其次，本项目针对移动感知用户的自治利己特性，研究设计了同时具有隐私保护的防不实汇报的移动群智感知数据质量维护方法，实现了高质量的移动感知数据安全获取。最后，本项目针对感知数据发布中的参与用户隐私需求，研究设计了多个针对静态和动态感知数据发布场景的高效用性多维群智感知数据隐私保护发布机制，实现了隐私保护的移动感知数据发布和分析。综上所述，本项目以人为中心的移动感知系统安全和隐私为主题，系统全面地研究了移动感知系统在组网通信、数据获取和数据发布等核心环节所面临的问题。本项目分别提出了安全可靠的移动感知设备组网通信方法、高质量的移动感知数据获取方法和隐私保护的移动感知数据发布与分析方法，验证了项目申请书中提出的理论的可行性和有效性，为移动感知系统在实际场景中的研究开辟了新的方向、提供了新的思路和方法，可靠、安全、隐私的移动感知数据分析利用奠定了坚实的理论基础。