[发明专利]一种基于置换的发布轨迹隐私保护方法

权利要求书

1.一种基于置换的发布轨迹隐私保护方法，其特征在于，所述保护方法具体包括以下步骤：

步骤1：确定一个基于脱敏和有效性的可互换的轨迹点之间的距离关系；

步骤2：基于步骤1的距离关系，使轨迹点之间连边，建立轨迹点关系网络；

步骤3：基于步骤2的轨迹点关系网络，建立k核子网；

步骤4：基于步骤3的k核子网，通过交换k核子网上相邻节点间的位置来实现轨迹点的k匿名性。

2.根据权利要求1所述一种基于置换的发布轨迹隐私保护方法，其特征在于，所述步骤1具体为：

定义一个敏感区域A_s，敏感区域A_s为时空敏感阈值对S_r,T_r和一个敏感区域的距离区域模型RM₁组成，其中，A_s中的点与轨迹点p不进行交换位置，只有离开p的敏感区域才能实现p的脱敏；

定义一个有效区域A_e，有效区域A_e为时空有效阈值对S_e,T_e和一个有效区域的距离区域模型RM₂组成，其中，A_e外的点与轨迹点p不进行交换位置，p只有置换到A_e区域才能保证发布轨迹点的有效性；

轨迹点p的转换目标位置要在A_s外，且目标位置要在A_e内。

3.根据权利要求2所述一种基于置换的发布轨迹隐私保护方法，其特征在于，所述步骤2使轨迹点之间连边具体为，当时，没有同时满足脱敏要求和可用性要求的置换区域；

当时，形成了p的可交换区域，这个区域等于从A_e中移除一个核A_s，形成一个壳域SIR；

在轨迹点转换的过程中，p仅能与分布在壳域SIR内的轨迹点置换。

4.根据权利要求1所述一种基于置换的发布轨迹隐私保护方法，其特征在于，所述步骤2建立轨迹点关系网络具体为，将轨迹点存储在轨迹点关系网络中节点链表，并将其作为轨迹点关系网络的存储结构；节点链表的数据结构依次包括指向当前节点的前一个节点P_previous、分配给每个节点的唯一的序列号NodeNum、节点主体的轨迹标识符TID、轨迹点的时空位置(t,x,y)、指向当前节点的下一个节点P_next、网络中节点的度NeighborNum和指向节点的邻居集P_neighbour；

将每个节点的邻居集以二叉搜索树的形式保存，将算法的时间复杂度从k²降低到log(k)；

因此邻居树中节点的数据结构依次包括指向当前节点的父节点P_father、相邻节点的唯一序列号NodeNum、指向当前节点的左子节点P_left、指向当前节点的右子节点P_right和指向主存储链表中当前邻居的节点P_neighbor。

5.根据权利要求1所述一种基于置换的发布轨迹隐私保护方法，其特征在于，所述步骤3建立k核子网具体为，根据当且仅当相邻节点在k-核网络中随机交换位置时，交换后的节点被恢复的概率才不超过1/k的定理得到发布轨迹数据中轨迹点的k匿名性，必须将交换限制在轨迹点关系网络的k核子网中，在轨迹点关系网络中，通过反复删除所有度小于k的节点，能得到k核子网。

6.根据权利要求5所述一种基于置换的发布轨迹隐私保护方法，其特征在于，所述步骤4在轨迹点关系网络的k核子网上，通过相邻节点位置的互换，得到满足轨迹点k-匿名性的发布轨迹数据通过以下步骤完成：

步骤4.1：建立基于度的节点二叉搜索树，并将所有节点标记为active；

步骤4.2：选择KTN中度最小的活动节点p_min，将p_min的位置与其度最小的相邻节点置换，标记为interchanged；

步骤4.3：基于步骤4.2的交换，交换后删除两个交换节点的共有节点以外的所有邻居；

步骤4.4：对步骤2的两个interchanged状态下的节点及其原始邻居节点的度进行修正，并对基于度的二叉搜索树进行更新；

步骤4.5：基于步骤4.4的更新，若active状态下的最小度节点没有邻居节点，则将其标记为frozen；

步骤4.6：重复步骤4.2到4.5的过程，直到没有active状态的节点为止；

步骤4.7：将每个frozen状态下的节点随机插入到它的相邻轨迹中，以保证发布轨迹数据中轨迹点的k匿名性不被破坏。