面向数据发布的轨迹隐私保护技术研究

发布时间：2017-07-25 20:20

  本文关键词：面向数据发布的轨迹隐私保护技术研究

  更多相关文章： 轨迹数据 k-匿名 隐私保护

【摘要】：随着定位技术的迅速发展与广泛应用,产生了大量的轨迹数据。对轨迹数据进行分析和挖掘可以有力的支持与移动对象相关的应用,如规划交通网络等。然而,轨迹数据的直接发布可能导致个人隐私的泄漏。因此,数据发布中如何在能够满足用户的隐私需求的要求下,使发布的数据具有较高的可用性成为了目前研究的热点。目前已有研究者针对这一问题展开了研究并取得了一定成果,其中轨迹k-匿名是解决此问题的较好方法。但是传统的轨迹k-匿名并没有考虑轨迹在路网中的约束,导致轨迹匿名效果不佳,发布的轨迹数据偏移路网并且可用性较低。本文针对以上问题提出了一种基于路网的轨迹k-匿名隐私保护方法。本文主要的工作如下：(1)在现有的相关研究基础上,提出了一种基于路网的轨迹k-匿名隐私保护方法。该方法首先改进了现有的轨迹等价类划分方法,将时间和方向相近的轨迹放入同一个等价类中,使轨迹在时间和方向上相似。然后考虑路网对轨迹的约束,提出了一种轨迹相似性度量方法。依据此度量方法,对等价类内的轨迹通过本文改进的DBSCAN聚类算法构建时空相近轨迹k-匿名集。最后将轨迹k-匿名集内的轨迹采用发布原子轨迹的扰乱算法进行匿名,使匿名集内的轨迹彼此不可区分,从而达到轨迹隐私保护的目的。(2)结合本文所提的算法,设计开发了基于ArcGIS的轨迹数据发布系统。系统集成了路网数据处理,轨迹匿名,数据可用性评估,查询显示原始轨迹数据及匿名后轨迹数据等功能。(3)为了验证本文所提出的方法有效性,首先对该方法进行隐私保护证明,分析表明本文所提出的方法较大的提高了轨迹隐私保护程度。然后将该方法通过本文提出一种交通流量扭曲度的轨迹数据可用性评估方法,并结合现有的评估方法与经典的轨迹k-匿名算法进行对比。实验结果表明本文提出的基于路网的轨迹k-匿名隐私保护方法比经典算法在同等隐私保护程度下具有更好的数据可用性。
【关键词】：轨迹数据 k-匿名 隐私保护
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP309
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 研究背景和意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.3 主要研究内容和组织结构15-17
• 第2章 轨迹隐私保护技术17-26
• 2.1 轨迹隐私的基本概念17
• 2.2 数据发布中的轨迹隐私保护系统架构17-18
• 2.3 常见的轨迹隐私保护方法18-24
• 2.3.1 基于假轨迹的方法18-20
• 2.3.2 基于抑制法的方法20-21
• 2.3.3 基于k-匿名的方法21-24
• 2.4 轨迹隐私保护技术评价标准24-25
• 2.5 本章小结25-26
• 第3章 基于路网的轨迹k-匿名隐私保护方法设计26-47
• 3.1 问题分析26-28
• 3.2 方法设计28-29
• 3.3 轨迹等价类划分算法设计29-31
• 3.4 轨迹k-匿名集构建算法设计31-43
• 3.4.1 路网模型建立31-33
• 3.4.2 轨迹相似性度量33-38
• 3.4.3 轨迹聚类分组38-43
• 3.5 轨迹匿名发布算法设计43-45
• 3.6 隐私保证45-46
• 3.7 本章小结46-47
• 第4章 基于隐私保护的轨迹数据发布系统设计与实现47-53
• 4.1 系统结构47-50
• 4.1.1 系统开发环境及架构47-48
• 4.1.2 系统流程48
• 4.1.3 系统功能设计48-49
• 4.1.4 数据库设计49-50
• 4.2 系统实现50-52
• 4.2.1 数据预处理模块50-51
• 4.2.2 轨迹匿名模块51-52
• 4.2.3 轨迹可用性评估模块52
• 4.3 本章小结52-53
• 第5章 实验分析与结论53-63
• 5.1 实验环境与数据53-55
• 5.1.1 实验环境53
• 5.1.2 实验数据53-55
• 5.2 阈值确定55-58
• 5.3 数据可用性评估58-62
• 5.3.1 信息失真58-59
• 5.3.2 时空查询扭曲度59-60
• 5.3.3 分辨力60
• 5.3.4 交通流量扭曲度60-62
• 5.4 本章小结62-63
• 总结与展望63-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-70
• 攻读硕士学位期间发表的论文70

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本文编号：573094