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。     

抵制轨迹相似性攻击的轨迹（k，e） 匿名算法

针对轨迹匿名集中轨迹间的相似性过高导致的轨迹隐私泄露问题,提出抵制轨迹相似性攻击的轨迹(k,e)-匿名算法。该算法在预处理过程中,采用轨迹同步化处理方法减少信息损失;生成匿名集时,将轨迹斜率作为轨迹数据的敏感值,选择至少k条不同轨迹斜率的轨迹来满足轨迹k-匿名,并要求每个类中轨迹斜率差异值至少为e,以防止集合中轨迹的斜率相似性过高而导致隐私泄露。实验结果表明,该算法可以有效抵制轨迹相似性攻击,在减少信息损失的同时增强了轨迹数据可用性,更好地实现了轨迹隐私保护。     

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。     

基于LCS的用户时空行为兴趣相似性计算方法

移动用户的位置轨迹中蕴含着用户的运动规律,行为模式等丰富的信息。重点关注用户轨迹中的停留区域,从轨迹间共同停留区域的时空重叠中挖掘用户行为兴趣的相似性,提出一种基于最长公共子序列的用户时空行为兴趣相似性计算方法。提取轨迹中的停留区域,利用最小包围盒技术描述轨迹中的停留区域,结合最长公共子序列算法提出一种基于最长公共子包围盒长度的用户相似性计算方法。实验收集60个志愿者6周的真实时空轨迹数据来评价该方法,实验结果表明该方法具有较高的准确率。     

基于三维空间面积划分的轨迹相似性度量算法

针对大部分轨迹相似性度量算法无法区分方向相反轨迹的问题,提出了一种基于三维空间面积划分的三维三角分割（3TD）算法。首先,按照3TD算法的时间转换规则将轨迹集的绝对时间序列转变为相对时间序列;然后,在由经度、纬度以及时间三要素构成的三维空间坐标系中,通过划分规则将轨迹间面积分割成若干互不重叠的三角形,累加三角形面积并计算轨迹相似度;最后,在从船舶自动识别系统（AIS）收集的随机采样轨迹数据集上,与最长公共子序列（LCSS）算法和三角分割（TD）算法等进行了对比实验。实验结果表明：3TD算法对实验数据集中异向轨迹识别精确度达到100%;同时该算法面对海量数据集以及轨迹点部分缺失的数据集时,也能维持准确的度量结果以及较高的运算效率,能更好地适应异向轨迹相似度量工作。     

基于聚类的数据敏感属性匿名保护算法*

为了防止数据敏感属性的泄露,需要对数据敏感属性进行匿名保护。针对l-多样性模型当前已提出的算法大多是建立在概念层次结构的基础上,该方法会导致不必要的信息损失。为此,将基于属性泛化层次距离KACA算法中的距离度量方法与聚类结合,提出了一种基于聚类的数据敏感属性匿名保护算法。该算法按照l-多样性模型的要求对数据集进行聚类。实验结果表明,该算法既能对数据中的敏感属性值进行匿名保护,又能降低信息的损失程度。     

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。     

PPDM中面向k-匿名的MI Loss评估模型

隐私保护数据挖掘（PPDM）利用匿名化等方法使数据所有者在不泄露隐私信息的前提下,安全发布在数据挖掘中有效可用的数据集。k-匿名算法作为PPDM研究使用最广泛的算法之一,具有计算开销低、数据形变小、能抵御链接攻击等优点,但是在一些k-匿名算法研究中使用的数据可用性评估模型的权重设置不合理,导致算法选择的最优匿名数据集在后续的分类问题中分类准确率较低。提出一种使用互信息计算权重的互信息损失（MI Loss）评估模型。互信息反映变量间的关联关系,MI Loss评估模型根据准标识符和标签之间的互信息计算权重,并通过Loss公式得到各个准标识符的信息损失,将加权后的准标识符信息损失的和作为数据集的信息损失,以弥补评估模型的缺陷。实验结果证明,运用MI Loss评估模型指导k-匿名算法能够明显降低匿名数据集在后续分类中的可用性丢失,相较于Loss模型和Entropy Loss模型,该模型分类准确率提升了0.73%~3.00%。     

基于位置序列的广义后缀树用户相似性计算方法

为了解决移动数据形成的轨迹间用户相似性问题,提出了一种基于位置序列的广义后缀树(LSGST)用户相似性计算方法。该算法首先从移动数据中抽取位置序列,同时将位置序列映射为字符串,完成了对位置序列的处理到对字符串处理的转化工作;然后,构建不同用户间的位置序列广义后缀树;最后,分别从经过的相似地方个数、最长公共子序列、频繁公共位置序列三方面对相似性进行具体计算。理论分析和仿真表明,该算法提出的三个计算指标在计算相似性方面具有理想的效果;除此之外,与构造后缀树的普通方法相比,时间复杂度较低;与动态规划和朴素字符串匹配方法相比,该算法在寻找最长公共子串、频繁公共位置序列时,效率更高。实验结果表明LSGST能够有效测量相似性,同时减少了寻找测量指标时需要处理的轨迹数据量,并在时间复杂度方面明显优于对比算法。