[发明专利]基于位置标签的LBS轨迹隐私保护方法

说明书

技术领域

本发明属于信息安全技术领域，具体涉及一种基于位置标签的LBS轨迹隐私保护方法。

背景技术

随着定位技术和移动通信技术的飞速发展，基于位置服务(LBS)的应用迅速崛起，得到了广大人们的关注。LBS应用系统已经涉及到各大领域中，比如交通、医疗、旅游、社交、娱乐等。利用各种手持终端如平板电脑、手机等，在有无线通信网络环境的情况下(WiFi，3G，4G等)用户可以轻松地向LBS系统发起请求，LBS应用系统得到用户的请求消息后，首先定位出用户的具体位置，根据位置信息以及用户所请求的内容作出相应的服务。例如某个用户发起请求“离我最近的医院在哪”，LBS应用系统就会返回离用户最近的医院地址以及其他相关信息。在享受LBS应用系统带来方便的同时，用户也存在着潜在的安全危险。用户的爱好隐私(即请求内容隐私)，位置隐私，轨迹隐私可能会暴露，并且被攻击者利用，从而伤害用户的切身利益。比如用户的请求内容隐私和位置隐私被不法分子掌握后，他们通过一些简单的分析就能掌握用户较为全面的信息，通过网络诈骗，电信诈骗来骗取用户的财产。再加上人们越来越关注自己的隐私安全问题，因此隐私保护是一个急需解决的事情。

Rongxing Lu等人提出一种PLAM协议方法用于保护LBS系统中的用户隐私(PLAM:A Privacy-Preserving Framework for Local-Area Mobile Social Networks.IEEE INFOCOM,763-771,2014.)。所述PLAM协议结合K匿名和L多样化技术，采用分布式架构，并运用双线性映射和同态加密的技术来保护LBS系统中用户单次请求下的位置隐私和爱好隐私。该方法把K和L作为双线性映射和同态加密的输入，并定义K＝q，L＝|q|，即双线性映射和同态加密均基于一个大的素数q，这在理论上是可行的；但是结合实际，这会使得整个LBS系统运作相当慢；因为K＝q，L＝|q|，这使得K和L相当大。尽管K越大，K匿名效果越好，但是相应的会牺牲时间效率，这使得选择出合适的K个用户难度加大；而且该方法还运用同态加密技术，加密和解密本身就是相当耗时的；加上PLAM运用的是分布式结构，需要等到K个合适的用户联合发起请求，等待的过程也是很耗时的。故PLAM协议方法会使得LBS请求速度慢，严重影响用户的感知。

发明内容

本发明为解决现有相关技术存在的问题，基于背景技术所述的PLAM协议方法，提供一种基于位置标签的LBS轨迹隐私保护方法，本发明的隐私保护方法既简单又有效。

本发明具体采用如下技术方案：

一种基于位置标签的LBS轨迹隐私保护方法，其具体流程如图1所示，包括以下步骤：

步骤1.初始化阶段；

步骤1-1.整个LBS系统包括LP服务器即LBS提供者、用于分配用户ID及秘钥的PIDS服务器及用户端；用户端选定安全参数K，并设定请求服务的内容类别多样化参数L，1≤L≤K；

步骤1-2.定义用户位置信息d_i＝(x,y,label)，其中x表示地理位置的纬度，y表示地理位置的经度，label表示位置的类别：整个LBS系统根据真实地理环境把其服务的区域A划分成多个小区域的集合{A₁，A₂，…，A_i，…}，每个小区域的几何中心的地理坐标作为该小区域的位置信息，若用户处于某个小区域A_i，则该区域的几何中心地理坐标的纬度和经度就是用户此刻的位置信息x与y；根据真实地理环境的划分规则把位置划分成两大类位置标签：敏感位置和普通位置，所谓敏感位置可包括医院、校园、超市等，而普通位置可以是一般的道路，比如某用户处于敏感位置(医院)，lable信息里面就记载着关于这个医院的一些信息；若用户处于普通位置，则lable的具体信息里面为空；同时，将敏感位置标签下的位置依照具体位置类型进行具体位置划分，比如敏感位置标签下的具体位置可分为某医院、某学校、某超市等，而普通位置标签下的位置无需划分具体位置；此处，敏感位置与普通位置的位置标签以及具体位置可根据LBS系统的具体应用环境重新定义和划分；