[发明专利]一种路网环境下抗重放攻击的位置匿名方法

说明书

本发明公开了一种路网环境下抗重放攻击的位置匿名方法，包括，1）路段预处理，采用广度优先排序对路段进行1次预排序处理，降低了位置查询代价：2）匿名集构建，从已排序的路段获得一个等价划分，获得匿名等价的路段隐匿集合，采用添加伪用户机制均衡隐匿集合中的各条路段，使边权关联度满足预先设定的阈值，从而在抵御重放攻击的同时，还能防范边权推断攻击带来的隐私威胁。本发明能高效生成隐匿集合同时抵御路网环境中常见的重放攻击和边权推断攻击，且应用该方法的查询代价低，服务响应快。

技术领域

本发明涉及一种路网环境下抗重放攻击的位置匿名方法，属于位置隐私保护技术领域。

背景技术

随着无线技术的快速发展，智能手机等终端设备的普及，基于位置服务(location-based service,LBS)的应用日益广泛。然而，位置信息通常涉及用户隐私，一旦被攻击者掌握，则有可能对用户和服务提供商造成各种损失。针对普通欧氏空间提出的查询型服务隐私保护策略并不适用于路网环境，特别难以抵御路网环境下极易发起的重放攻击。Chow等提出了一种随机选取路段构建匿名集的方法，虽能有效抵御重放攻击，但生成的路段集合分布过于分散，查询代价较大。Mouratidis等提出了一种bucket划分策略，同样能抵御重放攻击，但未考虑路段l-多样性，仍然会造成用户隐私泄露。目前在路网环境下的LBS应用中急需能高效防护用户位置隐私的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种路网环境下抗重放攻击的位置匿名方法，能高效生成隐匿集合同时抵御路网环境中常见的重放攻击和边权推断攻击。

为解决上述技术问题，本发明提供一种路网环境下抗重放攻击的位置匿名方法，包括以下步骤：

1)构建路网无向图模型，对路网无向图进行预处理，对路段进行预排序；

2)构建路段隐匿集合，从已排序路段获得一个等价划分，获得匿名等价的路段隐匿集合，包括以下步骤：

2-1)：移动用户由匿名服务器向位置服务器发出查询请求，查询请求用(uid,location,con,profile)表示，其中，uid表示用户在匿名服务器中注册的身份标识，location表示用户当前的位置信息，con表示用户具体的查询内容，profile表示用户的个性化隐私需求，用户的个性化隐私需求用＜k,l＞表示，其中，k表示满足位置k-匿名，l表示满足路段l-多样性；

2-2)：根据用户的当前位置信息，找到location对应的路段，用sid表示，根据哈希表查找sid在已排序路段数组array中的序号，记为sIndex；

2-3)：通过sIndex和用户的隐私需求参数l，将已排序路段数组进行分组，用户所在分组起始索引号为(sIndex/l)*l，结束索引号为(sIndex/l)*l+l-1，如果结束索引号超过数组中路段数量，那么与上一个分组合并，其中，(sIndex/l)指的是取整运算；

2-4)：返回包含用户位置路段的分组，该分组包含不少于l条路段，记为S；

2-5)：此时S满足用户路段l-多样性隐私需求，计算S中所有的边关联度，如果S满足k-匿名和边关联度，则进入步骤2-6)；如果不满足k-匿名和边关联度要求，在用户数量最少的边随机生成一定数量的伪用户，均衡用户数量最少的边，不断重复此过程，直到所有边都满足关联度约束，并且S中的用户总数量不少于k；

2-6)：返回最终路段隐匿集合S。

前述的路网无向图模型用G(V,E,W)表示，其中，V代表路网无向图中的节点集合，E表示路网无向图中边的集合，W表示路网无向图中的移动用户的集合，