基于位置服務(wù)中的位置隱私保護(hù)研究.pdf

1、近年來，基于位置服務(wù)（Location-Based Services，LBSs）由于其豐富的呈現(xiàn)形式和便捷的應(yīng)用體驗(yàn)受到了越來越多用戶的關(guān)注。LBS服務(wù)器可以根據(jù)用戶提供的位置信息為用戶提供極具價(jià)值的服務(wù)數(shù)據(jù)，大大方便了用戶的生活和工作。然而，用戶位置泄露會(huì)帶來一系列隱私問題。通過歷史位置的收集，用戶的日?；顒?dòng)、健康狀況、社會(huì)地位等敏感信息都會(huì)被挖掘出來。隨著人們隱私意識(shí)的不斷增強(qiáng)，人們懼怕自己的位置信息被誤用、濫用，因此對(duì)LBS持保留

2、態(tài)度甚至拒絕使用個(gè)人位置數(shù)據(jù)，這就嚴(yán)重制約了LBS的發(fā)展。因此，如何保護(hù)LBS用戶的隱私問題就成為社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)。本文對(duì)LBS中的位置隱私保護(hù)問題進(jìn)行了深入的研究，所取得的主要研究成果為：
　　1.對(duì)位置隱私保護(hù)相關(guān)問題和技術(shù)進(jìn)行了研究。研究了當(dāng)前LBS中位置隱私保護(hù)的研究現(xiàn)狀，介紹了主流的幾種位置保護(hù)機(jī)制、技術(shù)和方案。對(duì)LBS中位置隱私保護(hù)的研究目標(biāo)、系統(tǒng)架構(gòu)、威脅模型進(jìn)行了研究，重點(diǎn)對(duì)位置匿名技術(shù)進(jìn)行了研究，結(jié)合可能存在的攻擊

3、方式，詳細(xì)分析了各種實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)。
　　2.提出了基于緩存與位置匿名的合作系統(tǒng)。針對(duì)位置匿名技術(shù)的性能瓶頸，為了大幅度增加用戶位置隱私，在位置匿名的基本技術(shù)上引入了緩存的概念，用戶緩存服務(wù)數(shù)據(jù)，并通過移動(dòng)ad hoc網(wǎng)絡(luò)通信來分享已使用過的位置服務(wù)數(shù)據(jù)，使用戶的位置服務(wù)需求盡可能在本地得到解決，避免重復(fù)多次向LBS服務(wù)器查詢相同內(nèi)容造成位置隱私的泄露，為增加分享數(shù)據(jù)的可用性，采用基于門限的方法判決用戶需求是否在本地被解決。對(duì)于

4、位置服務(wù)需求無法在本地解決而不得不向服務(wù)提供商請(qǐng)求的用戶，提出了基于用戶緩存情況的虛假位置選擇算法，通過檢測(cè)緩存數(shù)據(jù)情況將虛假位置選擇在沒有緩存數(shù)據(jù)的位置，從而在用位置匿名保護(hù)用戶位置的同時(shí)擴(kuò)大系統(tǒng)緩存數(shù)據(jù)量；為了抵抗位置服務(wù)提供商的針對(duì)性攻擊并進(jìn)一步擴(kuò)大系統(tǒng)緩存數(shù)據(jù)量，提出了虛假位置選擇算法的增強(qiáng)版，通過檢測(cè)緩存區(qū)查詢重疊率將虛假位置選擇在重疊率小于門限值的位置，在抵抗位置服務(wù)提供商針對(duì)性攻擊的同時(shí)盡可能為系統(tǒng)緩存得到更多服務(wù)數(shù)據(jù)。此

5、外，還通過 C++仿真，測(cè)試了緩存策略和位置選擇算法的性能。
　　3.提出了基于動(dòng)態(tài)假名的隱私保護(hù)系統(tǒng)。指出了使用長(zhǎng)期假名保護(hù)用戶身份的弊病。為解決長(zhǎng)期假名帶來的隱私泄露問題，防止攻擊者通過長(zhǎng)期觀察和邊信息對(duì)用戶的位置隱私進(jìn)行推測(cè)攻擊等針對(duì)性攻擊，通過使用戶在向服務(wù)提供商請(qǐng)求位置服務(wù)時(shí)不斷更換假名，實(shí)現(xiàn)有效的身份匿名，切斷用戶的位置信息和身份信息的聯(lián)系，提高用戶的隱私程度。實(shí)現(xiàn)方法是，已注冊(cè)用戶在空閑時(shí)向可信機(jī)構(gòu)請(qǐng)求更新假名并預(yù)存

6、，以供一段時(shí)間內(nèi)向LBS服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求時(shí)使用?？尚艡C(jī)構(gòu)使用雙哈希鏈的異或運(yùn)算來生成假名；為方便假名的使用和管理，為每個(gè)假名添加假名證書并將時(shí)間劃分時(shí)間槽，并使每個(gè)假名證書只在一個(gè)時(shí)間槽內(nèi)有效。LBS服務(wù)器通過假名證書可以匿名驗(yàn)證發(fā)起請(qǐng)求的用戶是否為已注冊(cè)的用戶，避免對(duì)非注冊(cè)用戶的響應(yīng)。對(duì)于注冊(cè)用戶的惡意行為，位置服務(wù)提供商可以將其假名和假名證書報(bào)告給可信機(jī)構(gòu)，和可信機(jī)構(gòu)合作對(duì)其進(jìn)行撤銷。此外，通過使用Levy移動(dòng)模型在邊信息輔助推測(cè)攻擊