普適計算環(huán)境下于位置服務的隱私保護若干技術研究.pdf

1、近年來，隨著無線設備和移動計算技術的不斷發(fā)展，信息空間和物理空間已經(jīng)相互交融重疊，形成了一個新的研究領域：普適計算。在普適計算空間中，用戶可以隨時、隨地獲得數(shù)字化的服務。但是這種無處不在的移動計算環(huán)境促使了一種新的基于位置的應用服務(Location Based Services，LBS)的產生和發(fā)展。
　　 然而，LBS服務在給用戶提供方便服務的同時也帶來了新的安全問題，由于LBS服務的產生，用戶的個人隱私信息由原來的虛擬信息

2、（如用戶名、密碼等）擴展到物理信息（如用戶的地理位置信息），這種擴展信息的物理性特征使得其保護變得更加困難。同時普適計算環(huán)境中計算主體的移動，使得相互合作的主體具有事先不可預知性，傳統(tǒng)的針對靜態(tài)網(wǎng)絡或者封閉系統(tǒng)的隱私保護機制將不再適用于普適計算環(huán)境。因此普適計算環(huán)境下位置服務的隱私安全問題將是普適計算實施所面臨的最大挑戰(zhàn)。
　　 本文的工作就是要針對現(xiàn)有普適計算環(huán)境下的位置服務中用戶隱私保護技術存在的薄弱環(huán)節(jié)，進行新型的位置隱私

3、保護技術及其應用的研究。主要研究內容涉及用戶位置坐標的隱私保護、用戶身份隱私保護、用戶查詢請求隱私保護等多種隱私對象，考慮了密集用戶環(huán)境和稀疏用戶環(huán)境等不同空間特征對隱私的影響，針對定制類位置服務和非定制類位置服務兩種不同應用下的用戶隱私內涵和保護技術進行分析研究，取得了如下創(chuàng)新性成果：
　　 (1)提出了一種基于密度的匿名空間生成算法，通過對普適空間中的網(wǎng)格化轉換，巧妙地將最優(yōu)模糊空間問題轉化為最大密度空間問題，通過用戶鄰近分

4、布矩陣和用戶相對密度實現(xiàn)了用戶最優(yōu)模糊空間的尋找。該算法在利用匿名空間實現(xiàn)對用戶位置隱私的保護的同時，利用匿名空間中的多個不可見用戶實現(xiàn)對目標用戶身份隱私的保護。
　　 (2)針對匿名空間保護技術在稀疏用戶環(huán)境下的匿名失效和服務質量衰減問題進行分析，提出了一種基于干擾信息的隱私保護增強技術，通過干擾用戶或干擾坐標對稀疏環(huán)境下的用戶匿名空間進行調整，降低匿名空間大小提高服務質量，該技術包括了兩個關鍵算法：干擾用戶觸發(fā)算法平衡了用戶

5、隱私需求和系統(tǒng)服務性能；干擾信息擬真算法通過周期分布密度矩陣調整干擾用戶的分布，增強了干擾信息的擬真性。
　　 (3)提出了一種以變化假名切斷用戶運動軌跡的隱私保護技術，以及與該技術相關的利用服務信息進行空間分割的方法。該技術利用空間分割將用戶軌跡劃分為多個不連續(xù)的軌跡段，通過不同軌跡段之間的假名變換實現(xiàn)對用戶軌跡隱私的保護，有效的避免了習慣路徑預測帶來的匿名失效問題。
　　 (4)針對用戶查詢請求中的查詢位置隱私和查詢

6、對象隱私泄漏問題，提出了一種雙閾值隱私保護技術，該技術通過用戶查詢敏感模型和服務質量模型在查詢生命周期內對用戶匿名空間進行動態(tài)變換，實現(xiàn)了用戶隱私需求和LBS服務質量需求之間的平衡。仿真結果證實該算法具有較好的保護能力和較高的運行效率。
　　 (5)基于用戶的隱私需求的多樣性和環(huán)境變化的隨機性特征，研究了用戶的多角度隱私保護需求，在此基礎上實現(xiàn)了基于安全中間件的用戶隱私保護平臺，該平臺通過對用戶需求和環(huán)境因子的預判斷，自動為用戶