基于轨迹形状多样性的隐私保护算法

针对匿名集内轨迹间的高度相似性而导致的轨迹隐私泄露问题,提出基于轨迹形状多样性的隐私保护算法。该算法通过轨迹同步化处理的方式改进轨迹数据的预处理过程,以减少信息损失;并借鉴l-多样性思想,在贪婪聚类时选择l条具有形状多样性的轨迹作为匿名集成员,以防止集合内成员轨迹的形状相似性过高而导致轨迹形状相似性攻击。理论分析及实验结果均表明,该算法能够在保证轨迹k-匿名的同时满足l-多样性,算法运行时间较小,且减少了轨迹信息损失,增强了轨迹数据的可用性,更好地实现了轨迹隐私保护,可有效应用到隐私保护轨迹数据发布中。     

抵制敏感属性相似性攻击的(p,k,d)-匿名模型

针对当前p-Sensitive k-匿名模型未考虑敏感属性语义相似性,不能抵制相似性攻击的问题,提出一种可抵制相似性攻击的(p,k,d)-匿名模型。根据语义层次树对敏感属性值进行语义分析,计算敏感属性值之间的语义相异值,使每个等价类在满足k匿名的基础上至少存在p个满足d-相异的敏感属性值来阻止相似性攻击。同时考虑到数据的可用性,模型采用基于距离的度量方法划分等价类以减少信息损失。实验结果表明,提出的(p,k,d)-匿名模型相对于p-Sensitive k-匿名模型不仅可以降低敏感属性泄露的概率,更能有效地保护个体隐私,还可以提高数据可用性。     

k-匿名改进模型下的LCSS-TA轨迹匿名算法*

传统的欧几里德距离度量函数计算轨迹相似性时,要求轨迹的每个位置点都要有对应点。由于噪声点的存在,导致轨迹距离出现较大偏差,降低轨迹相似性,增加轨迹的信息损失。针对这一问题,本文结合LCSS（最长公共子序列）距离函数和（k, δ）—匿名模型设计了LCSS-TA（最长公共子序列轨迹匿名）算法。该算法通过将轨迹位置点之间的距离映射成0或1来减小噪声点可能导致的较大距离。在合成数据集和含噪声的数据集下的实验结果表明,本文提出的算法在满足轨迹k-匿名隐私保护的基础上,可以有效降低噪声干扰,减少轨迹的信息损失。     

基于DTW距离度量函数的DTW-TA轨迹匿名算法*

在传统的基于欧几里德距离函数的轨迹相似性计算过程中,要求轨迹等长且时间点对应,无法度量不等长且有局部时间偏移的轨迹相似性。因此在构造同步轨迹集合过程中产生信息损失较大,影响轨迹数据的可用性。为此,本文通过引进一种可以度量不等长且有局部时间偏移的轨迹间相似性的距离度量函数——DTW(Dynamic time warping)距离函数,提出一种新的轨迹匿名模型——（k,δ,p）—匿名模型,构造了DTW-TA(Dynamic time warping trajectory anonymity)匿名算法。在合成数据集和真实数据集下的实验结果表明,该算法在满足轨迹k-匿名隐私保护的基础上,减少了信息损失,提高了轨迹数据的可用性。     

隐私保护轨迹数据发布的l-差异性算法

针对基于传统的k-匿名模型下移动用户轨迹数据发布隐私保护算法有可能将相似度极高的轨迹匿名在同一个匿名集中从而导致可能出现的用户个人隐私泄露风险的不足。设计了一种新的轨迹数据发布隐私保护算法。该算法基于k-匿名模型,将轨迹所在的二维空间划分成大小相等的单元格,之后将由轨迹数据得到对应轨迹经过的单元格序列,从而定义轨迹k-匿名下的l-差异性,算法在满足k-匿名模型的前提下通过聚类的方法构建匿名集,并保证匿名集中的轨迹满足l-差异性标准,以达到降低由于差异性不足引起用户隐私泄露的风险的目的。实验结果表明,该算法是可行有效的。     

基于轨迹预测的动态匿名算法

位置K匿名是实现LBS(Location Based Services)隐私保护的重要手段。已有的K匿名机制大多针对无知识背景的攻击者模型,对攻击者能力的估计不足,存在用户位置隐私泄露的风险。针对此问题,本文提出一种基于历史轨迹预测的LBS动态匿名算法。该算法充分考虑攻击者基于历史数据对用户轨迹的预测能力,根据用户轨迹隐私泄露的风险级别,动态调整K匿名值实施保护,实验证明该算法在保护用户位置隐私方面是有效的。      

用于实现(k,e)-匿名模型的MDAV算法

MDAV算法是一种高效的微聚集算法,但它未考虑等价类中敏感属性多样性问题,生成的匿名表不能抵制同质性攻击和背景知识攻击。针对该问题,提出一种能够实现(k,e)-匿名模型的MDAV算法,简称(k,e)-MDAV算法。该算法将距离类中心最近的至少k个不同敏感值的元组聚为一类,并要求每个类内敏感属性值最大差异至少为e。实验结果表明,该算法能够生成满足(k,e)-匿名模型的匿名表。     

基于k-匿名的轨迹数据隐私发布研究综述

随着移动定位技术的发展,大量移动轨迹数据使信息泄露于公开的互联空间中,使攻击者可以通过计算推理挖掘轨迹信息。轨迹数据发布的隐私保护是近年来网络空间安全领域研究的热点问题。为了防止该类轨迹数据隐私的泄露,通常采用k-匿名技术实现轨迹的隐私保护。该技术在国内外研究中取得了一定的成果。本文阐述了轨迹隐私保护的相关定义及研究方法,对国内外移动轨迹数据k-匿名隐私保护研究的成果进行了总结,并介绍了国内外有关轨迹数据k-匿名隐私保护研究的相关技术。同时对国内外的技术进行了比较,详细叙述了国外与国内各自方法的优点,指出了研究中存在的不足与今后研究的大致方向。     

基于敏感关系的社会网络隐私保护方法

针对含敏感关系的社会网络中用户隐私信息泄露的问题,结合攻击者基于背景知识的多种类型攻击,提出一种(k2,l)-匿名模型,并分别通过基于动态规划和贪心算法的度序列匿名算法实现(k2,l)-匿名模型。该模型可同时抵御社会网络中敏感关系识别攻击、节点度攻击和朋友连接攻击。在数据集上进行仿真实验,通过分析对比实现(k2,l)-匿名模型的两种算法,分析对比结果表明了(k2,l)-匿名模型具有较高的匿名质量和较低的信息损失,能有效地保护含敏感关系社会网络中用户的隐私信息。     

基于轨迹多特性的隐私保护算法

现有基于聚类的轨迹隐私保护算法在衡量轨迹间的相似性时大多以空间特征为标准,忽略了轨迹蕴含的其他方面的特性对轨迹相似性的影响。针对这一情况可能导致的匿名后数据可用性较低的问题,提出了一种基于轨迹多特性的隐私保护算法。该算法考虑了轨迹数据的不确定性,综合方向、速度、时间和空间4个特性的差异作为轨迹相似性度量的依据,以提高轨迹聚类过程中同一聚类集合中轨迹之间的相似度;在此基础上,通过空间平移的方式实现同一聚类集合中轨迹的k-匿名。实验结果表明,与经典隐私保护算法相比,在满足一定隐私保护需求的前提下,采用所提算法实施隐私保护之后的轨迹数据整体具有较高的数据可用性。     

基于轨迹特征及动态邻近性的轨迹匿名方法研究

移动社会网络的兴起以及移动智能终端的发展产生了大量的时空轨迹数据,发布并分析这样的时空数据有助于改善智能交通,研究商圈的动态变化等.然而,如果攻击者能够识别出轨迹对应的用户身份,将会严重威胁到用户的隐私信息.现有的轨迹匿名算法在度量相似性时仅考虑轨迹在采样点位置的邻近性,忽略轨迹位置的动态邻近性,因此产生的匿名轨迹集合可用性相对较低.针对这一问题,本文提出了邻域扭曲密度和邻域相似性的概念,充分考虑轨迹位置的动态邻近性,并分别提出了基于邻域相似性和邻域扭曲密度的轨迹匿名算法;前者仅考虑了轨迹位置的动态邻近性,后者不仅能衡量轨迹位置的动态邻近性,而且在聚类过程中通过最小化邻域扭曲密度来减少匿名集合的信息损失.最后,在合成轨迹数据集和真实轨迹数据集上的实验结果表明,本文提出的算法具有更高的数据可用性.     

基于聚类杂交的隐私保护轨迹数据发布算法

传统关于轨迹数据发布的隐私保护研究大多采用聚类技术,其相关算法只关注每条轨迹的隐私保护,忽视对轨迹聚类组特征的保护.通过理论分析和实验验证发现,对采用聚类发布技术产生的轨迹数据进行二次聚类,可得到原始轨迹数据在发布之前的聚类组特征,从而可能导致隐私泄露.为了有效预防二次聚类攻击,提出一种(k,δ,△)-匿名模型和基于该模型的聚类杂交隐私保护轨迹数据发布算法CH-TDP,算法CH-TDP对采用(k,δ)-匿名模型及相关算法处理得到的聚类分组先进行组间杂交,而后再进行组内扰乱,其目标在防止出现二次聚类攻击的前提下,保证发布轨迹数据的质量不低于阈值△.实验对算法CH-TDP的可行性及有效性与同类算法进行比较分析,结果表明算法CH-TDP是有效可行的.     

基于聚类的分级匿名方法

为了防止链接攻击导致隐私的泄露,同时尽可能降低匿名保护时的信息损失,提出(λα, k)-分级匿名模型。该模型根据隐私保护的需求程度,将各敏感属性值划分为高、中、低三个等级类,通过隐私保护度参数λ灵活控制泄露风险。在此基础上,给出一种基于聚类的分级匿名方法。该方法采用一种新层次聚类算法,并针对准标识符中数值型属性与分类型属性采用灵活的概化策略。实验结果显示,该方法能够满足敏感属性的分级匿名保护需求,同时有效地减少信息损失。     

防止暴露位置攻击的轨迹隐私保护

为解决移动对象轨迹信息被大量收集所导致的轨迹隐私泄露问题,提出了基于假轨迹的轨迹隐私保护算法。在该算法中,考虑了用户的暴露位置,基于轨迹相似性和位置多样性的综合度量,设计了一种启发式规则来选择假轨迹,从而使得生成的假轨迹能有效隐匿真实轨迹和敏感位置。此外,还提出了轨迹有向图策略和基于网格划分的地图策略来优化算法的执行效率。基于真实的轨迹数据进行实验测试和分析,实验结果表明所提算法在保持数据可用性的情况下能有效保护真实轨迹。     

基于语义匿名代理的轨迹隐私保护方法

位置服务中隐私保护非常重要,移动设备的不可靠性往往会泄露个人轨迹数据等秘密信息。基于此提出新的轨迹隐私保护方法——基于语义匿名代理SAP(Semantic Anonymity Proxy),从传统轨迹匿名时使用的中心匿名服务器可能不可信为突破口,取消使用中心匿名服务器,使用基于背景地图模型的语义匿名和代理请求的方法实现基于位置的服务。在基于真实与模拟数据的测试中,在同CloakP2P比较时显示了其在轨迹隐私保护的有效性和服务的优质性。     

基于遗传算法的动态轨迹匿名算法

现有的轨迹隐私保护技术大多是对移动对象的静态轨迹数据进行保护,却忽略了移动对象动态轨迹依然存在隐私泄露的风险。针对此问题,提出基于遗传算法的动态轨迹匿名算法。利用遗传算法搜索全局最优解的特性,在移动对象当前时间段内的历史轨迹中建立轨迹行为模式,通过轨迹行为模式预测移动对象的轨迹,根据移动对象新增的预测轨迹不断更新轨迹行为模式,使得轨迹预测的准确性更高。对于新增的预测轨迹采用轨迹K-匿名技术进行匿名轨迹生成,以达到保护移动对象个体隐私信息的目的。实验表明,与现有的轨迹匿名算法相比,所提算法在保护轨迹隐私的同时进一步提高了轨迹数据质量。     

基于连续查询的用户轨迹k-匿名隐私保护算法

随着移动服务和移动网络的持续发展,基于LBS的连续查询服务被广泛应用。基于单点的K-匿名位置隐私保护算法已经不能满足连续查询下用户位置隐私需求。针对用户轨迹隐私保护提出新的保护方法,该方法采用不可信第三方中心匿名器,用户获取自己的真实位置后首先在客户端进行模糊处理,然后提交给第三方匿名器,第三方匿名器根据用户的隐私需求结合用户某时刻的真实位置信息生成虚假用户,然后根据历史数据生成虚假轨迹。为了进一步提高虚假轨迹与用户真实轨迹的相似性,该算法提出了虚假轨迹生成的两个约束条件：虚假轨迹距用户真实轨迹的距离约束和相似性约束。经大量实验证明,该算法与传统的不同时刻K-匿名算法相比,不仅可以满足连续查询的用户轨迹隐私保护而且可以满足基于快照的LBS用户位置隐私保护。     

基于非敏感信息分析的轨迹数据隐私保护发布

针对轨迹数据发布时轨迹和非敏感信息引起的隐私泄露问题,提出一种基于非敏感信息分析的轨迹数据隐私保护发布算法。首先,分析轨迹和非敏感信息的关联性构建轨迹隐私泄露判定模型,得到最小违反序列元组（MVS）,然后借鉴公共子序列的思想,在消除MVS带来的隐私泄露风险时,选择MVS中对轨迹数据损失最小的时序序列作为抑制对象,从而生成具有隐私能力和低数据损失率的匿名轨迹数据集。仿真实验结果表明,与LKC-Local算法和Trad-Local算法相比,在序列长度为3的情况下,该算法平均实例损失率分别降低了6%和30%,平均最大频繁序列（MFS）损失率分别降低了7%和60%,因此所提算法能够有效用于提高推荐服务质量。     

不确定环境下轨迹k-匿名隐私保护

综合考虑不确定环境下移动对象的影响因素,提出了对船舶自动导航系统所记录的轨迹进行k-匿名的隐私保护方法。该方法首先建立一个不确定空间索引,并将不确定空间用四叉树结构存储,然后通过使用连续近邻查询方法找出与当前轨迹相似区域的轨迹,并将这些轨迹加入匿名候选集。由于考虑到路网规模影响匿名信息的有效性以及攻击者对轨迹的攻击概率,采用启发式算法生成匿名轨迹最佳利用链,从而加大对轨迹隐私保护的力度。最后实验结果表明,所提出的方法比传统方法信息丢失率降低了20%~50%,信息扭曲度随着查询范围的增大能保持在50%以下,代价损失相比传统方法降低了10%~30%。该方法可以有效防止恶意者对轨迹进行攻击获取信息,应用于公务船艇海上执勤执法。     

个性化(p,α,k)-匿名隐私保护算法

目前大多数个性化隐私保护算法,对敏感属性的保护方法可以分为两种:一种是对不同的敏感属性设置不同的阈值;另一种是泛化敏感属性,用泛化后的精度低的值取代原来的敏感属性值。两种方法匿名后的数据存在敏感信息泄露的风险或信息损失较大,以及数据可用性的问题。为此,提出个性化(p,α,k)匿名隐私保护算法,根据敏感属性的敏感等级,对等价类中各等级的敏感值采用不同的匿名方法,从而实现对敏感属性的个性化隐私保护。实验表明,该算法较其他个性化隐私保护算法有近似的时间代价,更低的信息损失。