论文部分内容阅读
基于位置的服务(Location Based Service,LBS)在移动互联网业务中占据重要地位,用户可以随时、透明的享受兴趣点查询和位置分享等服务。然而,LBS服务以位置为代价的查询将引起越来越多的隐私泄露问题,直接影响移动互联网业务的发展。因此,保护移动用户的隐私问题是LBS服务的关键核心,具有十分重要的研究意义和应用价值。如何在保护隐私前提下提供高质量的查询服务是LBS发展中首要解决的问题,本文针对移动用户在LBS中的位置隐私、查询隐私、身份隐私及语义隐私等安全问题,在路网环境、3D表面环境、P2P(Peer-to-Peer)环境三种不同空间网络中进行分析研究,取得了如下的创新成果:1.路网环境下保护敏感语义的位置匿名机制针对路网环境下可能存在单路段攻击和语义推断攻击的问题,设计了一种新颖的个性化保护敏感语义的位置匿名机制。该机制在二层非集中架构下,将路网图转化为以路段交叉点和语义位置为中心点的Voronoi分割图,采用信息熵理论来度量语义隐私的安全性,根据该度量进行Voronoi分割区域的“有选择”扩展,以构建语义安全的匿名区域。实验结果表明,同典型的路网扩展(EA)算法相比,该机制的隐私保护度有显著提高,并能在隐私保护和成本开销之间达到一个很好的平衡。2.复杂环境下保护位置隐私的近邻查询算法针对欧氏空间中保护隐私的近邻服务不具有一般性的问题,第一次在复杂3D地形表面上研究近邻查询服务,提出了保护位置隐私的近邻查询算法。该算法利用单纯剖分法对3D曲面进行三角化,将用户位置用某个三角区域进行空间泛化,引入三角网格上近似测地线测距法进行较精确的近邻计算,利用可交换加密对三角泛化格序号的哈希值进行交互,以实现保护隐私的近邻查询服务。实验结果表明,在3D曲面环境下,同典型的C-H&Hash和C-H&Seek相比,该算法有明显的高服务质量优势,同时也能提供比隐私需求更高的位置隐私保护水平。3.P2P架构下查询请求隐私保护算法针对P2P架构下查询同质攻击及对等节点位置分享面临的推断攻击等问题,提出P2P架构下查询请求隐私保护算法。该算法利用“非精确位置响应机制”实现K-1个对等节点的搜索,有效的阻止了对等节点位置分享面临的推断攻击,采用信息熵理论来度量查询隐私的安全性,利用“历史分享机制”实现查询的L-差异性,并利用“实时分享机制”有效的提升“历史分享机制”的查询效率。实验结果表明,同传统的只考虑K-匿名需求的P2P_CK算法相比,该算法在隐私保护度上有明显优势,且“实时分享机制”具有较好的有效查询率。4.基于可信第三方的隐私保护控制策略针对现有隐私保护技术对个人隐私控制不全面的问题,提出了一种基于可信第三方的隐私保护控制策略。该策略从研究可信第三方平台自身可能遭受的安全威胁及用户隐私需求的多样性入手,设计了基于安全中间件的层次安全服务模型和有效的保护隐私的授权控制策略。测试和性能分析表明,该策略能实现用户对个人信息的有效“控制”,同时能为用户提供透明、安全的资源下载模式。