[发明专利]基于Wi-Fi指纹的高效隐私保护的室内定位方法

说明书

一种基于Wi‑Fi指纹的高效隐私保护的室内定位方法，首先收集室内每个位置的指纹并生成索引集合；然后将索引集合通过无线网络传给用户端，以待用户完成对自己位置信息的查找，所述的指纹是指每个位置对应每个Wi‑Fi接入点的RSS信号；所述的索引集合包括：若干个哈希表、每个哈希表的对应函数组的参数以及用指纹序号标记的每个指纹的位置坐标。本发明采用位置敏感哈希函数对位置隐私的加密方法，以达到高效性和隐私保护的性质。通过对定位的重新设计，来达到减少计算时间空间，提高定位精度，以及保护用户和服务器位置信息隐私的目的。

技术领域

本发明涉及的是一种无线通信领域的技术，具体是一种基于Wi-Fi指纹的高效隐私保护的室内定位方法。

背景技术

由于无线技术的发展，涌现了许多基于无线信号各种特征的室内定位方法，有些基于FM信号，音频信号，但更多的是基于Wi-Fi信号的定位方法。

定位方法的实质是基于位置的服务，这种位置服务还包含许多种，比如基于位置的广告推送，基于位置的查询服务等等，而其中常常被忽视的问题是其中的位置信息的隐私问题。在室内定位的位置信息交互中，用户在传递指纹信息给服务器进行匹配时，其指纹信息可能会被攻击方窃听，从而导致位置隐私泄露的问题。攻击方可以利用用户的指纹信息推断其位置信息，并且发送广告或者记录用户运动路径等等；同时，服务器的位置信息指纹库也可能会被泄露，如果服务器方为了保护用户的位置隐私，将一部分加密处理过的最近邻指纹的距离传回，那么攻击方可以根据这些距离来对服务器的指纹库进行推断，窃取了服务器信息的隐私。

为了解决对位置信息的加密问题，常用的方法是用普通密码学加密方法，比如同态加密等。这种密码学加密方法虽然可以保证在用户和服务器的信息交互中信息的加密，但是计算时间长，且密文占用空间大，并不能很好的解决移动端的实际应用问题。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种基于Wi-Fi指纹的高效隐私保护的室内定位方法，采用位置敏感哈希函数对位置隐私的加密方法，以达到高效性和隐私保护的性质。通过对定位的重新设计，来达到减少计算时间空间，提高定位精度，以及保护用户和服务器位置信息隐私的目的。

所述的位置敏感哈希函数(Locality-Sensitive Hashing)，是p稳定分布的位置敏感哈希函数(Locality-Sensitive Hashing based on p-stable distributions)，具体特性是依据p稳定分布值的特性可以保证两个欧几里得距离上越相近的指纹向量，将以越高的概率哈希在同一个值。通过这样的哈希函数，可以达到对位置敏感的要求，在进行相似指纹的匹配时，因为已知指纹越相似，他们匹配的概率越高，所以那些匹配次数高的指纹越相似。根据这个原理和这种哈希过程中对数据结构的设计，达到了寻找匹配次数多的数据库指纹的目的。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括以下步骤：

步骤1、收集室内每个位置的指纹并生成索引集合，具体为：

1.1)假设一个包含m个位置，n个Wi-Fi接入点(Access Point)的室内场景。位置集合表示为M＝{1,2,…m}，Wi-Fi接入点集合表示为N＝{1,2,…n}。收集室内每个位置、每个Wi-Fi接入点的RSS信号，用表示第j个位置收集到的、所有n个接入点的信号强度组成的向量，即指纹。