[发明专利]一种基于前缀树的差分隐私轨迹数据保护方法

权利要求书

1.一种基于前缀树的差分隐私轨迹数据保护方法，其主要特征包括如下步骤：

(1)最佳的轨迹分段：在MDL原理的基础上，将轨迹分段问题转化为图的最短路径搜索问题，利用最短路径搜索的方法寻找最佳的轨迹分段；

(2)噪音轨迹段前缀树的建立：为了保护轨迹数据的隐私以及保证轨迹的检索效率和查询结果的质量，考虑到前缀树的优点以及轨迹具有时空特性的特点，在前缀树的节点中存放的是轨迹段，利用差分隐私技术分别对轨迹段中的位置数据和非位置数据添加噪音，并通过马尔科夫链的性质限制噪音大小。

2.根据权利要求1所述的基于前缀树的差分隐私轨迹数据保护方法，其特征在于，步骤(2)噪音轨迹段前缀树的建立，其实现方法包括：

(21)初始化：对于轨迹数据库中的所有轨迹，先对轨迹寻找其最佳轨迹分段，然后将相同的轨迹分段后的轨迹划分到同一个轨迹组中，并对轨迹段上面的移动对象进行计数；前缀树的节点的数据结构为tr，sen(tr)，n(tr)，fn(tr)，n(sen)，nc，其中tr表示轨迹段，sen(tr)表示轨迹段上的敏感信息，n(tr)表示轨迹段上的移动对象计数，fn(tr)表示轨迹段的频数，n(sen)轨迹段上的敏感信息计数，nc表示该条轨迹上经过该轨迹段的所有移动对象计数；然后任选一条轨迹路径，调用插入函数构建轨迹段前缀树，下面步骤将介绍插入过程；

(22)选择合适的叶子结点：当有新的轨迹数据加入时，先寻找该轨迹的最佳轨迹分段，得到轨迹分段后的轨迹数据，然后选择合适的结点将数据插入其中；首先从根节点开始向下进行匹配，观察新的轨迹数据的第一个轨迹段，在第二层节点中是否存在，如果不存在，则建立新的根节点的子节点，然后将新轨迹的第一个轨迹段信息放入其中，接着按照轨迹段的顺序继续创建对应的新节点，并将对应的轨迹段信息放入新节点中；如果根节点的子节点中存在新轨迹数据的第一个轨迹段，那么继续比对该节点的子节点中是否存在新轨迹数据的下一个轨迹段，如果存在，继续向下比对；如果不存在，就建立新的子节点存放轨迹段信息；重复上述步骤，直到新轨迹中的所有轨迹段均插入到前缀树中；

(23)更新父节点：如果前缀树的子节点中不存在新轨迹数据的第一个轨迹段，那么就不需要更新轨迹段中的父亲节点信息；其他情况，均需要向上更新父亲节点信息；在插入新的轨迹时，可能需要更新的信息为经过该轨迹段的所有移动对象计数；

(24)添加噪音：遍历前缀树的每一层，对于前缀树上的每一层，判断该数据为位置数据还是非位置特征数据，如果是位置数据，计算移动对象计数值和频次计数值，并对这些计数值添加噪音；如果是其它敏感数据，也统计该数据计数，并添加噪音；利用马尔科夫链的性质对添加的全部噪音限制大小。