[发明专利]一种基于双锚点的位置隐私保护方法

摘要

本发明公开了一种基于双锚点的位置隐私保护方法，该方法通过构造k个用户的匿名区，使用匿名区代替用户真实位置提交查询请求给位置服务器，使攻击者无法区分匿名区中的k个用户，保证用户的位置安全；并根据在路网环境下兴趣点的分布估算出合适的锚点，即能满足用户的查询请求，又能保证通信开销可控；通过使用基于双锚点的查询方法，使得查询结果既能保证满足用户的匿名请求，又能使得查询结果更均衡，提高查询效率和准确率。该方法是一种更安全、服务质量更高的位置隐私保护方法，使得攻击者无法确认用户的位置的同时，提高查询的准确率。

主权项

1.一种基于双锚点的位置隐私保护方法，其特征在于，包括下述步骤：步骤一，构造匿名区；用户在发送查询请求给位置服务器时，为了不泄露用户的准确给位置服务器，用户通过匿名框代替用户真实位置提交查询请求；(1)定义查询请求Q_c，形式化的表示用户U_c向位置服务器发送的每一个查询请求Q_c＝{U_id,o,k,q,con,A_min}，其中U_id表示用户的身份信息；o＝(x,y)表示匿名区中心的位置，x表示位置的经度，y表示位置的纬度；k表示用户规定的匿名参数，k值越大，匿名效果越好，但服务质量降低；q表示用户估算出的第一个增量近邻查询锚点；con表示用户的查询内容；A_min表示用户能接受的最小匿名区大小；(2)定义路网粒度λ，一个平面区域中的任意一个子空间G_i，s为子空间区域的周长，l为子空间区域中的道路长度，定义λ＝l/s为子空间G_i的路网粒度；步骤二，估算第一个锚点；根据路网环境下区域的道路长度和兴趣点密度因子估算出每个分割区域的兴趣点，再以匿名区为中心按照区域的兴趣点数估算出锚点q的位置；查询用户U_c向位置服务器发送查询请求前，先从位置服务器获取区域分割结果，同时将附带兴趣点的密度因子，即单位长度道路的兴趣点数，用户以匿名区为中心根据兴趣点密度因子向四周扩散搜索，直到搜索范围内的兴趣点满足用户需求k，再构造出此区域的外接圆，在外接圆上找任意一点q作为第一次增量近邻查询的锚点；步骤三，进行第一轮增量近邻查询；以锚点q为供给空间中心，匿名区中心o为需求空间中心，进行增量近邻查询；(1)定义供给空间：它是以锚点q为圆心，半径为r，构成的圆形区域，其中r是锚点q与最新的返回结果之间的距离；(2)定义需求空间：它是以用户U_c的匿名区中点o为圆心，半径为R，构成的圆形区域，R是匿名区中心o与返回查询结果P_i之间的距离，其中P_i是与匿名区中心距离最近的查询结果；步骤四，估算第二个锚点；在第一轮增量近邻查询结束后，在以匿名区为中心的需求空间内随机选择一个点s作为第二轮查询的锚点；定义最小需求圆：它是以用户U_c的匿名中点o为圆心，半径为R₁，构成的圆形区域；R₁是匿名区中心o与返回查询结果P_k之间的距离，其中P_k是距离匿名区中心o最近，且构成的圆形区域内至少包含k个兴趣点的查询结果；在最小需求圆内可能存在更满足用户的兴趣点，但第一轮查询无法查询到该区域，为了查询该盲区，在第一轮增量近邻查询结束后，在以匿名区为中心的需求空间内随机选择一个点s作为第二轮查询的锚点；步骤五，进行第二轮增量近邻查询；以锚点s为供给空间中心，补充需求空间作为需求空间，且在这次增量近邻查询中需求空间不改变，进行增量近邻查询；(1)定义补充需求空间：它是第一轮增量近邻查询结束后的供给空间与最小需求圆相交后在供给空间外形成的月牙区；在这次增量近邻查询中以此区域作为需求空间，且需求空间不会改变；(2)定义补充供给空间：它是以s为中心，半径为d，d是锚点s到最新返回查询结果之间的距离，构成的圆形区域。