基于車聯(lián)網(wǎng)的位置隱私保護(hù)算法研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-24 14:00
位置服務(wù)使人們的生活越來越便利,但是人們?cè)谙硎芪恢梅⻊?wù)的同時(shí),位置隱私的泄露也越來越嚴(yán)重。所以位置隱私的保護(hù)也變得越來越重要。車輛的出現(xiàn)節(jié)省了人們的出行時(shí)間,車輛數(shù)目急劇增加,再加上物聯(lián)網(wǎng)的廣泛運(yùn)用,使得車聯(lián)網(wǎng)也不斷發(fā)展。但是車聯(lián)網(wǎng)同樣也面臨著位置隱私的泄露,所以,基于車聯(lián)網(wǎng)的位置隱私保護(hù)變得越來越重要。為了有效平衡位置信息是否精確而帶來隱私保護(hù)安全與查詢服務(wù)質(zhì)量之間的矛盾,以及有效保護(hù)用戶的位置隱私,提高服務(wù)器查詢質(zhì)量,同時(shí)使得車聯(lián)網(wǎng)位置信息的準(zhǔn)確度得以提高,借助位置k-匿名原理,在基于邊界的多邊形的匿名區(qū)域基礎(chǔ)上,構(gòu)造一種弧段構(gòu)成的弧邊多邊形匿名泛化區(qū)域,利用該泛化區(qū)域來請(qǐng)求位置數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該泛化區(qū)域有效的減小了隱匿區(qū)域面積,減小了相對(duì)匿名度,在滿足車聯(lián)網(wǎng)用戶位置隱私安全的基礎(chǔ)上,提高了服務(wù)質(zhì)量。為了減少與實(shí)際道路情況的偏差,更好的符合車聯(lián)網(wǎng)路網(wǎng)的實(shí)際情況。使得位置隱私保護(hù)強(qiáng)度和服務(wù)質(zhì)量之間的矛盾得以平衡,使得算法更加安全,提出一種基于Voronoi圖的位置隱私保護(hù)算法,對(duì)路網(wǎng)進(jìn)行Voronoi劃分。選擇滿足K-匿名和l-多樣性的道路,對(duì)每條道路的權(quán)值進(jìn)行排序,將需要匿名的車...
【文章來源】:蘭州理工大學(xué)甘肅省
【文章頁(yè)數(shù)】:68 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
周長(zhǎng)和面積之間的關(guān)系
碩士學(xué)位論文41圖5.11不同劃分隱匿區(qū)域面積對(duì)比算法的時(shí)間消耗可以從以下幾個(gè)方面考慮:匿名等待時(shí)間Tw,匿名處理時(shí)間Td傳輸時(shí)延Tt和查詢時(shí)間Tq算法消耗時(shí)間可以表示為:=+++(5.3)通常忽略匿名等待時(shí)間和傳輸時(shí)間。只考慮匿名處理時(shí)間和查詢時(shí)間。而在考慮算法性能的時(shí)候,只考慮匿名處理時(shí)間Td。一般用平均匿名時(shí)間來衡量算法的性能。如公式5.4=∑∑(5.4)Us為匿名成功的某個(gè)用戶,Td為此用戶匿名所用的時(shí)間。從時(shí)間消耗來說,弧邊區(qū)域比多邊形區(qū)域消耗較多的時(shí)間,因?yàn)榛《噙呅卧黾恿巳コ娣e的過程,所以實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析基本吻合。隨著K增加,時(shí)間消耗都是不斷變大,這是因?yàn)椴还苁嵌噙呅芜是弧邊多邊形,都是從錨點(diǎn)開始構(gòu)造匿名區(qū)域,精確加入點(diǎn),所以加入點(diǎn)越多,時(shí)間消耗越大。平均匿名時(shí)間包括了構(gòu)成匿名區(qū)域的總時(shí)延。算法的總時(shí)延大致等于形成匿名區(qū)域的時(shí)延。因?yàn)闃?gòu)成匿名區(qū)域的方法比較靈活,不會(huì)逐個(gè)掃描網(wǎng)格,也不存在調(diào)整節(jié)點(diǎn)的時(shí)間,所以減少了時(shí)延。算法復(fù)雜度為:O(kn),所以匿名時(shí)間在可接受范圍內(nèi)。由于弧多邊形匿名過程的劃分過程有弧形分割過程,所以時(shí)間消耗略微多一點(diǎn),但是匿名區(qū)域的面積被有效減少,在此方法中,我們希望面積越小,并且時(shí)間消耗越少,系統(tǒng)性能就越好,但是時(shí)間和面積同時(shí)都變小是很困難的。所以用一個(gè)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)EI來衡量同時(shí)考慮時(shí)間和面積的效果。=S(5.5)即=∑∑(5.6)其中,S為匿名面積。EI越小,系統(tǒng)性能越好。圖5.12為EI的對(duì)比圖,可
基于車聯(lián)網(wǎng)的位置隱私保護(hù)算法42以看出弧邊匿名區(qū)域具有較好的系統(tǒng)性能。圖5.12系統(tǒng)性能的綜合評(píng)價(jià)對(duì)比圖相對(duì)匿名度比較=(5.7)Kact表示實(shí)際完成匿名的車輛數(shù),K表示滿足K匿名要求的車輛數(shù)。由于幾何圖形的固有屬性,實(shí)際匿名過程中往往很難精確滿足k-匿名。所以參與匿名的用戶數(shù)往往比K要大。但是多邊形和弧多邊形的匿名比較靈活,其相對(duì)匿名度較校控制更加準(zhǔn)確。從圖5.13結(jié)果可以看到,多邊形和弧邊的相對(duì)匿名度基本一致,都接近1。因?yàn)檫@兩種匿名區(qū)域是基于邊界的。而圓形和多邊形的相對(duì)匿名度較大,因?yàn)閳A形包含了共享區(qū)域,也就是4個(gè)圓填充平面形成的曲邊菱形區(qū)域。而矩形區(qū)域里面也包含了未參與匿名的用戶。網(wǎng)格翻倍同樣也會(huì)產(chǎn)生一些冗余的網(wǎng)格所以弧邊在面積上控制比較精準(zhǔn)。圖5.13相對(duì)匿名度比較對(duì)于基于維諾圖的隱私保護(hù)算法方面,結(jié)果分析如下:隱私泄露風(fēng)險(xiǎn),如公式5.8所示。=10(5.8)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]分布式結(jié)構(gòu)下基于用戶協(xié)作的匿名區(qū)域構(gòu)建算法[J]. 吳丹丹,呂鑫. 計(jì)算機(jī)科學(xué). 2019(04)
[2]差分隱私綜述[J]. 李效光,李暉,李鳳華,朱輝. 信息安全學(xué)報(bào). 2018(05)
[3]位置服務(wù)隱私保護(hù)[J]. 康海燕,朱萬祥. 山東大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版). 2018(11)
[4]基于位置服務(wù)中時(shí)空關(guān)聯(lián)的隱私保護(hù)方案[J]. 李維皓,丁晟,孟佳潔,李暉. 通信學(xué)報(bào). 2018(05)
[5]基于空間四分的Hilbert位置k-匿名算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 林英,謝勇,朱艷萍,康雁. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版). 2018(03)
[6]差分隱私GAN梯度裁剪閾值的自適應(yīng)選取方法[J]. 郭鵬,鐘尚平,陳開志,程航. 網(wǎng)絡(luò)與信息安全學(xué)報(bào). 2018(05)
[7]基于維諾圖的位置隱私最近鄰查詢方法[J]. 周藝華,杜建航,楊宇光,侍偉敏. 北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(02)
[8]路網(wǎng)環(huán)境下興趣點(diǎn)查詢的隱私保護(hù)方法[J]. 梁慧超,王斌,崔寧寧,楊凱,楊曉春. 軟件學(xué)報(bào). 2018(03)
[9]基于路徑上報(bào)的車聯(lián)網(wǎng)軌跡隱私保護(hù)[J]. 吳宣夠,王朋飛,鄭嘯,樊旭,王小林. 計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2017(11)
[10]結(jié)合錨點(diǎn)優(yōu)選算法改進(jìn)的SpaceTwist隱私保護(hù)方法[J]. 劉振鵬,趙璇,董亞偉,張彬. 通信學(xué)報(bào). 2017(S1)
碩士論文
[1]針對(duì)用戶軌跡數(shù)據(jù)的差分隱私保護(hù)機(jī)制研究[D]. 朱馬克(Make Zhu).南京大學(xué) 2018
[2]基于質(zhì)心加噪機(jī)制的多位置差分隱私保護(hù)研究[D]. 周裕.南昌大學(xué) 2016
[3]車聯(lián)網(wǎng)軌跡數(shù)據(jù)隱私保護(hù)問題研究[D]. 高澤民.河南工業(yè)大學(xué) 2016
[4]移動(dòng)社交網(wǎng)中基于網(wǎng)格的私密近鄰檢測(cè)算法研究[D]. 林萍.北京交通大學(xué) 2016
本文編號(hào):2935776
【文章來源】:蘭州理工大學(xué)甘肅省
【文章頁(yè)數(shù)】:68 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
周長(zhǎng)和面積之間的關(guān)系
碩士學(xué)位論文41圖5.11不同劃分隱匿區(qū)域面積對(duì)比算法的時(shí)間消耗可以從以下幾個(gè)方面考慮:匿名等待時(shí)間Tw,匿名處理時(shí)間Td傳輸時(shí)延Tt和查詢時(shí)間Tq算法消耗時(shí)間可以表示為:=+++(5.3)通常忽略匿名等待時(shí)間和傳輸時(shí)間。只考慮匿名處理時(shí)間和查詢時(shí)間。而在考慮算法性能的時(shí)候,只考慮匿名處理時(shí)間Td。一般用平均匿名時(shí)間來衡量算法的性能。如公式5.4=∑∑(5.4)Us為匿名成功的某個(gè)用戶,Td為此用戶匿名所用的時(shí)間。從時(shí)間消耗來說,弧邊區(qū)域比多邊形區(qū)域消耗較多的時(shí)間,因?yàn)榛《噙呅卧黾恿巳コ娣e的過程,所以實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析基本吻合。隨著K增加,時(shí)間消耗都是不斷變大,這是因?yàn)椴还苁嵌噙呅芜是弧邊多邊形,都是從錨點(diǎn)開始構(gòu)造匿名區(qū)域,精確加入點(diǎn),所以加入點(diǎn)越多,時(shí)間消耗越大。平均匿名時(shí)間包括了構(gòu)成匿名區(qū)域的總時(shí)延。算法的總時(shí)延大致等于形成匿名區(qū)域的時(shí)延。因?yàn)闃?gòu)成匿名區(qū)域的方法比較靈活,不會(huì)逐個(gè)掃描網(wǎng)格,也不存在調(diào)整節(jié)點(diǎn)的時(shí)間,所以減少了時(shí)延。算法復(fù)雜度為:O(kn),所以匿名時(shí)間在可接受范圍內(nèi)。由于弧多邊形匿名過程的劃分過程有弧形分割過程,所以時(shí)間消耗略微多一點(diǎn),但是匿名區(qū)域的面積被有效減少,在此方法中,我們希望面積越小,并且時(shí)間消耗越少,系統(tǒng)性能就越好,但是時(shí)間和面積同時(shí)都變小是很困難的。所以用一個(gè)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)EI來衡量同時(shí)考慮時(shí)間和面積的效果。=S(5.5)即=∑∑(5.6)其中,S為匿名面積。EI越小,系統(tǒng)性能越好。圖5.12為EI的對(duì)比圖,可
基于車聯(lián)網(wǎng)的位置隱私保護(hù)算法42以看出弧邊匿名區(qū)域具有較好的系統(tǒng)性能。圖5.12系統(tǒng)性能的綜合評(píng)價(jià)對(duì)比圖相對(duì)匿名度比較=(5.7)Kact表示實(shí)際完成匿名的車輛數(shù),K表示滿足K匿名要求的車輛數(shù)。由于幾何圖形的固有屬性,實(shí)際匿名過程中往往很難精確滿足k-匿名。所以參與匿名的用戶數(shù)往往比K要大。但是多邊形和弧多邊形的匿名比較靈活,其相對(duì)匿名度較校控制更加準(zhǔn)確。從圖5.13結(jié)果可以看到,多邊形和弧邊的相對(duì)匿名度基本一致,都接近1。因?yàn)檫@兩種匿名區(qū)域是基于邊界的。而圓形和多邊形的相對(duì)匿名度較大,因?yàn)閳A形包含了共享區(qū)域,也就是4個(gè)圓填充平面形成的曲邊菱形區(qū)域。而矩形區(qū)域里面也包含了未參與匿名的用戶。網(wǎng)格翻倍同樣也會(huì)產(chǎn)生一些冗余的網(wǎng)格所以弧邊在面積上控制比較精準(zhǔn)。圖5.13相對(duì)匿名度比較對(duì)于基于維諾圖的隱私保護(hù)算法方面,結(jié)果分析如下:隱私泄露風(fēng)險(xiǎn),如公式5.8所示。=10(5.8)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]分布式結(jié)構(gòu)下基于用戶協(xié)作的匿名區(qū)域構(gòu)建算法[J]. 吳丹丹,呂鑫. 計(jì)算機(jī)科學(xué). 2019(04)
[2]差分隱私綜述[J]. 李效光,李暉,李鳳華,朱輝. 信息安全學(xué)報(bào). 2018(05)
[3]位置服務(wù)隱私保護(hù)[J]. 康海燕,朱萬祥. 山東大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版). 2018(11)
[4]基于位置服務(wù)中時(shí)空關(guān)聯(lián)的隱私保護(hù)方案[J]. 李維皓,丁晟,孟佳潔,李暉. 通信學(xué)報(bào). 2018(05)
[5]基于空間四分的Hilbert位置k-匿名算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 林英,謝勇,朱艷萍,康雁. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版). 2018(03)
[6]差分隱私GAN梯度裁剪閾值的自適應(yīng)選取方法[J]. 郭鵬,鐘尚平,陳開志,程航. 網(wǎng)絡(luò)與信息安全學(xué)報(bào). 2018(05)
[7]基于維諾圖的位置隱私最近鄰查詢方法[J]. 周藝華,杜建航,楊宇光,侍偉敏. 北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(02)
[8]路網(wǎng)環(huán)境下興趣點(diǎn)查詢的隱私保護(hù)方法[J]. 梁慧超,王斌,崔寧寧,楊凱,楊曉春. 軟件學(xué)報(bào). 2018(03)
[9]基于路徑上報(bào)的車聯(lián)網(wǎng)軌跡隱私保護(hù)[J]. 吳宣夠,王朋飛,鄭嘯,樊旭,王小林. 計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2017(11)
[10]結(jié)合錨點(diǎn)優(yōu)選算法改進(jìn)的SpaceTwist隱私保護(hù)方法[J]. 劉振鵬,趙璇,董亞偉,張彬. 通信學(xué)報(bào). 2017(S1)
碩士論文
[1]針對(duì)用戶軌跡數(shù)據(jù)的差分隱私保護(hù)機(jī)制研究[D]. 朱馬克(Make Zhu).南京大學(xué) 2018
[2]基于質(zhì)心加噪機(jī)制的多位置差分隱私保護(hù)研究[D]. 周裕.南昌大學(xué) 2016
[3]車聯(lián)網(wǎng)軌跡數(shù)據(jù)隱私保護(hù)問題研究[D]. 高澤民.河南工業(yè)大學(xué) 2016
[4]移動(dòng)社交網(wǎng)中基于網(wǎng)格的私密近鄰檢測(cè)算法研究[D]. 林萍.北京交通大學(xué) 2016
本文編號(hào):2935776
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