基于差分隐私的位置隐私保护方法研究

发布时间：2023-03-22 19:47

　　持有移动设备的用户产生的位置数据,对于群智感知应用,如城市规划,智能传输系统等具有极大的价值。但是,用户上传位置数据,会引起隐私泄漏问题。传统的隐私保护模型,如k-匿名,许多研究工作表明其无法提供足够隐私保护。而差分隐私作为统计数据库里的一种形式框架,因为能量化用户隐私保护水平,隔离用户背景知识,近些年成为主流的隐私保护模型。本文基于差分隐私保护模型,对不同应用场景下的用户位置数据进行研究,主要工作如下:(1)为保护签到场景中的用户位置隐私,同时激励更多用户参与签到,提出具有个性化隐私保护功能的激励机制。该机制利用差分隐私方法对签到数据中的时间和位置信息进行扰动。同时,为提高签到数据质量,设计了基于数据质量的奖励策略,根据签到用户的签到数据质量计算奖励额。实验表明所提出的签到激励机制可以在保护用户隐私的同时,较好地保证了签到数据的质量。(2)针对位置统计数据发布过程中隐私问题,提出一种基于Staircase机制加噪的差分隐私二维空间发布方法Staircase-Ugrid。该方法利用线性最小二乘拟合非均匀误差与查询交叉面积的关系,量化两类误差;同时,为减小差分隐私扰乱添加的噪音量,采用了...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文主要工作
    1.4 本文组织结构
2 位置保护方法研究
    2.1 位置威胁模型
        2.1.1 背景知识攻击
        2.1.2 非背景信息攻击
    2.2 位置保护方法
        2.2.1 基于空间匿名技术的保护模型
        2.2.2 基于差分隐私的保护模型
        2.2.3 基于加密技术的保护模型
        2.2.4 位置隐私保护技术比较
    2.3 本章小结
3 融入个性化隐私保护的签到激励机制研究
    3.1 引言
    3.2 系统模型和相关术语
        3.2.1 系统模型
        3.2.2 符号与定义
    3.3 签到数据扰乱方法
        3.3.1 时间扰动
        3.3.2 位置扰动
    3.4 签到数据质量评估模型
    3.5 实时签到激励机制
    3.6 仿真实验分析
        3.6.1 实验环境与配置
        3.6.2 个人激励分析
        3.6.3 成本输出分析
    3.7 本章小结
4 基于Staircase机制的差分隐私二维空间发布方法研究
    4.1 引言
    4.2 误差模型
    4.3 基于差分隐私的二维空间划分方法
        4.3.1 加噪机制
        4.3.2 粒度划分模型
        4.3.3 算法流程
        4.3.4 隐私以及时间复杂度分析
    4.4 仿真实验分析
        4.4.1 实验环境与配置
        4.4.2 度量准则
        4.4.3 参数学习
        4.4.4 有用性分析
        4.4.5 效率分析
    4.5 本章小结
5 基于差分扰乱与k-means||聚类的轨迹数据发布方法研究
    5.1 引言
    5.2 问题定义
    5.3 系统模型
        5.3.1 系统流程
        5.3.2 基于聚类的位置泛化方法
        5.3.3 带有约束Staircase噪音的轨迹发布
    5.4 隐私分析
    5.5 仿真实验分析
        5.5.1 实验环境与配置
        5.5.2 有用性分析
            5.5.2.1 轨迹相似性
            5.5.2.2 范围查询精度
        5.5.3 效率分析
            5.5.3.1 平均噪音生成时间
            5.5.3.2 平均轨迹生成时间
            5.5.3.3 轨迹融合时间比较
        5.5.4 隐私分析
    5.6 本章小结
6 工作总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 工作展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢



本文编号：3767475