[发明专利]一种隐私保护的位置共享系统及方法

权利要求书

1.一种隐私保护的位置共享方法，采用隐私保护的位置共享系统；其特征在于：

所述系统包括在社交网络系统中注册的合法手机用户、社交网络服务器、位置服务器；所述合法手机用户，分享自己的位置信息给附近的朋友或者陌生人；所述社交网络服务器，用于存储系统中所有用户的个人信息；所述位置服务器，用于存储用户的位置信息；在用户注册阶段和位置更新阶段，所述用户把自己的位置信息发送给社交网络服务器，所述社交网络服务器将位置信息发送给位置服务器；在位置查询阶段，查询者发送查询条件给所述位置服务器，所述位置服务器筛选出符合条件的用户的位置信息发送给社交网络服务器，再由社交网络服务器发送给查询者；

所述方法包括以下步骤：

步骤1：参数初始化设置；

包括所有用户的社交网络图G、每个用户的公私密钥对，社交网络服务器的公私密钥对，位置服务器公私密钥对；

步骤1的具体实现包括以下子步骤：

步骤1.1：每个用户u_i均生成公私密钥对

步骤1.2：社交网络服务器生成自己的公私密钥对(pk_osn,sk_osn)；

步骤1.3：位置服务器生成公私密钥对(pk_LS,sk_LS)；

步骤1.4：社交网络服务器存储有包含系统中所有用户的社交网络图G，并且社交网络服务器中已经存储了所有用户的其中表示用户ID_i允许查询者访问自己位置的条件：如果查询者和用户ID_i是朋友，则当查询者和用户ID_i的距离小于时，查询者才可以访问用户ID_i的位置；表示用户ID_i允许查询者访问自己位置的条件：如果查询者和用户ID_i是陌生人，则当查询者和用户ID_i的距离小于时，查询者才可以访问用户ID_i的位置；

步骤2：用户注册；

步骤2的具体实现包括以下子步骤：

步骤2.1：用户i使用自己生成的私钥对身份编号ID_i时间戳ts签名

步骤2.2：用户把身份验证信息加密为

步骤2.3：用户利用位置服务器的公钥pk_LS把自己的位置(x，y)加密

步骤2.4：用户发送密文给社交网络服务器，社交网络服务器解密得知

步骤2.5：社交网络服务器利用公钥检验签名是否有效；如果验证通过，则社交网络服务器随机产生用户ID_i的FID_i，社交网络服务器中存储的记录为其中，FID_i表示用户ID_i对应的伪身份；

步骤2.6：社交网络服务器发送(FID_i,c)给位置服务器，位置服务器解密密文c得到位置并且存储记录(FID_i,(x,y))在位置服务器；

步骤3：位置更新；

步骤3的具体实现包括以下子步骤：

步骤3.1：用户使用位置服务器LS的公钥pk_LS加密自己的位置(x，y)生成密文

步骤3.2：用户使用自己生成的私钥对身份编号ID_i及时间戳ts签名

步骤3.3：用户利用社交网络服务器的公钥pk_osn对签名信息加密生成密文所述签名信息，是身份编号ID_i及时间戳ts以及使用私钥对两者的签名

步骤3.4：用户发送密文给社交网络服务器，社交网络服务器解密得知

步骤3.5：社交网络服务器利用公钥检验签名是否有效；如果验证通过，则社交网络服务器随机产生用户ID_i的FID_i；在这个过程中，每次进行位置更新都会产生新的伪身份，新的伪身份会代替旧的伪身份；

步骤3.6：社交网络服务器使用自己生成的私钥sk_osn对步骤3.5中生成的新的伪身份FID_i以及时间戳ts进行签名

步骤3.7：社交网络服务器发送((FID_i,ts),σ_OSN,c)给位置服务器，位置服务器收到后利用pk_osn验证签名σ _OSN 是否有效；如果验证通过则存储FID_i在位置服务器；

步骤3.8：解密密文c得到位置(x，y)，并且存储记录(FID_i,(x,y))在位置服务器；

步骤4：朋友位置查询；

步骤4的具体实现包括以下子步骤：

步骤4.1：查询者用户首先生成一次性的对称密钥k；

步骤4.2：用户利用社交网络服务器的公钥pk_osn把自身的ID_i以及查询条件('F',l)加密形成密文其中，F表示查询的是朋友，l表示距离；

步骤4.3：用户利用位置服务器的公钥pk_LS对(x，y，k)加密生成密文(x，y)是查询者的位置；

步骤4.4：用户发送给社交网络服务器；

步骤4.5：社交网络服务器解密

步骤4.6：社交网络服务器通过社交网络图匹配得到用户ID_i每个朋友的

步骤4.7：计算每个朋友的那么所有朋友的组成了集合S；

步骤4.8：假设用户ID_i的朋友有m个，则

步骤4.9：社交网络服务器利用位置服务器的公钥pk_LS并且对集合S进行加密形成密文

步骤4.10：社交网络服务器发送(c_LS,c)给位置服务器，位置服务器对这两个密文解密，

步骤4.11：位置服务器根据伪身份匹配S中每个成员的位置(x_j,y_j)；

步骤4.12：判断哪位成员符合条件其中dist表示距离，dist()表示查询者和朋友的距离，即符合这个条件的朋友，其位置信息才会被返回给查询者；对于符合条件的成员，则加密该成员的(FID_j,(x_j,y_j))形成密文

步骤4.13：假设所有符合条件的成员为p个，则所有符合条件的成员组成了一个集合

步骤4.14：位置服务器发送M给用户，用户对集合中的p个密文进行一一解密如此就得到了所有符合条件成员的位置信息；

步骤5：陌生人位置查询。

2.根据权利要求1所述的隐私保护的位置共享方法，其特征在于，步骤5的具体实现包括以下子步骤：

步骤5.1：查询者用户首先生成一次性的对称密钥k；

步骤5.2：用户利用社交网络服务器的公钥pk_osn把自身的ID_i以及查询条件('S',l)加密形成密文其中，'S'表示要查询陌生人，l表示距离；

步骤5.3：用户利用位置服务器的公钥pk_LS对(x，y，k)加密生成密文(x，y)是查询者的位置；

步骤5.4：用户发送给社交网络服务器；

步骤5.5：社交网络服务器解密

步骤5.6：社交网络服务器通过社交网络图匹配得到用户ID_i每个陌生人的

步骤5.7：计算每个陌生人的那么所有陌生人的组成了集合S1；

步骤5.8：假设与用户ID_i是陌生人关系的人有m1个，则

步骤5.9：社交网络服务器利用位置服务器的公钥pk_LS并且对集合S1进行加密形成密文

步骤5.10：社交网络服务器发送(c_LS,c)给位置服务器，位置服务器对这两个密文解密，

步骤5.11：位置服务器根据伪身份匹配S1中每个成员的位置(x_j,y_j)；

步骤5.12：判断哪位成员符合条件其中dist表示距离，dist()表示查询者和陌生人的距离，即符合这个条件的陌生人，其位置信息才会被返回给查询者；对于符合条件的成员，则加密该成员的(FID_j,(x_j,y_j))形成密文

步骤5.13：假设所有符合条件的成员为p个，则所有符合条件的成员组成了一个集合

步骤5.14：位置服务器发送M1给用户，用户对集合中的p个密文进行一一解密如此就得到了所有符合条件成员的位置信息。