CN107770270B

CN107770270B - 一种基于用户偏好选择的历史信息假位置生成方法

Info

Publication number: CN107770270B
Application number: CN201710985434.5A
Authority: CN
Inventors: 史伟; 李畅; 颜飞; 张兴; 李万杰; 李帅
Original assignee: Liaoning University of Technology
Current assignee: Liaoning University of Technology
Priority date: 2017-10-20
Filing date: 2017-10-20
Publication date: 2021-05-25
Anticipated expiration: 2037-10-20
Also published as: CN107770270A

Abstract

本发明公开了一种基于用户偏好选择的历史信息假位置生成方法，包括：步骤1：获取用户的位置请求信息、设置的匿名等级和需隐匿位置的语义信息；步骤2：根据用户周围历史信息生成假位置区域；步骤3：在假位置区域筛选出与用户速度相关的历史位置；步骤4：在步骤3筛选的历史位置中筛选出与用户行驶方向相关度较高的历史位置；步骤5：隐匿用户设置的兴趣点类别并构建匿名区域；步骤6：根据用户被识别的概率，计算熵值大小。本发明所述的基于用户偏好选择的历史信息假位置生成方法，通过采取历史信息生成假位置来增强位置真实性，减少通信量，由用户自行选择敏感语义信息进行隐匿，确保用户隐私安全。

Description

一种基于用户偏好选择的历史信息假位置生成方法

技术领域

本发明涉及位置信息服务技术领域，更具体的是，本发明涉及一种基于用户偏好选择的历史信息假位置生成方法。

背景技术

基于位置的服务(LBS，Location based Service)表示位置服务商可根据用户发送的要求提供位置信息或与位置有关的服务。随着移动终端的快速发展，LBS已成为人们日常生活中不可或缺的一部分。然而用户在享受位置服务的同时，自身的位置隐私很容易遭受到攻击，攻击者可获取用户的位置信息，推断出用户所在位置，泄露用户隐私。因此，位置隐私保护得到了国内外学者的广泛研究。

K-匿名为最常见的位置隐私保护方法。用户与其他K-1个用户共同构成匿名区域向位置服务商请求位置服务，使得在理想状态下，用户被攻击者的识别率达到1/K。但是，在用户较少的路段，很难构建包含K个用户的匿名区域，为了解决用户过少的问题，提出了在路段较稀疏的情况下，由服务器生成假位置构建匿名区域进行位置查询，但是在现有的假位置生成方法中存在着以下问题：(1)假位置易识别；(2)匿名区域范围过小，容易泄露用户的敏感信息；(3)不同用户的敏感信息不同。因此，现有的假位置生成方法很容易泄露用户的隐私安全。

发明内容

本发明的目的是设计开发了一种基于用户偏好选择的历史信息假位置生成方法，通过采取历史信息生成假位置来增强位置真实性，减少通信量，由用户自行选择敏感语义信息进行隐匿，确保用户隐私安全。

本发明提供的技术方案为：

一种基于用户偏好选择的历史信息假位置生成方法，包括如下步骤：

步骤1：获取用户的位置请求信息、设置的匿名等级和需隐匿位置的语义信息；

步骤2：根据用户周围历史信息生成假位置区域；

步骤3：在假位置区域筛选出与用户速度相关的历史位置；

步骤4：在步骤3筛选的历史位置中筛选出与用户行驶方向相关度较高的历史位置；

步骤5：隐匿用户设置的兴趣点类别并构建匿名区域；

步骤6：根据用户被识别的概率，计算熵值大小。

优选的是，所述步骤1中获取的位置请求信息Q为：

Q＝{User,loc,k-level,v,con,Del_ip}

其中，User为用户，loc为用户所在的位置，v为用户的运行速度；con为用户的查询内容；k-level为用户所需的匿名等级；Del_ip为用户要求隐匿的位置语义信息。

优选的是，所述步骤2中，中心服务器对用户周围的区域进行网格划分，在历史查询次数最多的网格区域生成假位置区域，所述假位置区域的真实度p_(i,j)为：

其中，δ为该网格位置的历史查询次数，δ₀为所有网格历史查询次数的总和。

优选的是，所述步骤3中，采用皮尔森相关系数对用户和历史位置速度的相关度进行判断，选取相关度较高的历史位置，所述用户和假位置区域内历史位置速度的相关度为：

其中，U_v为用户的当前速度，H_vm为假位置区域内历史位置在发送请求时刻的历史速度，

为其平均值，

S_Hvm分别表示两者的标准差，n为假位置区域内历史位置数，r(U_v,H_vm)为用户和假位置区域内历史位置速度的相关度，r(U_v,H_vm)∈[-1,1]。

优选的是，所述0.5＜r(U_v,H_vm)≤1时，所述用户和假位置区域内历史位置速度的相关度较高。

优选的是，所述步骤4中，采用余弦相似度筛选与用户行驶方向相关度较高的历史位置：

其中，Sim(U_v,H_vm)为用户与假位置区域内历史位置行驶方向的相关度，Sim(U_v,H_vm)∈[-1，1]，

为用户行驶方向，

为假位置区域内历史位置的行驶方向。

优选的是，所述0.5＜Sim(U_v,H_vm)≤1时，所述用户和假位置区域内历史位置行驶方向的相关度较高。

优选的是，所述步骤6中，所述熵值为：

其中，q_(i,j)为用户位置(i,j)被识别的概率，k为匿名等级，H(x)为熵值。

优选的是，熵值越小，匿名效果越好。

优选的是，所述步骤5中，兴趣点类别分为：学校-Sch、医院-Hos、娱乐餐饮-Enter、工厂-Fac、酒吧KTV-Bar。

本发明所述的有益效果为：

本发明所述的基于用户偏好选择的历史信息生成假位置方案，采取可信匿名服务器系统架构，对用户周围的历史位置根据概率值大小进行排列，选取历史用户发出请求较多的位置生成假位置，并将其速度、行驶方向与用户作对比，选取相似度较高的假位置构造匿名区域，同时用户根据自身特点，选择不同类别的敏感信息点进行隐匿，保证匿名区域均匀分布。本发明能够在保护用户位置隐私的同时，提高LBS服务质量；还可完全隐匿用户的兴趣点语义信息，防止个人隐私泄露；采取用户周围真实的历史位置生成假位置，选择概率较大的历史位置构建匿名区域，从方向、速度进行位置筛选，并且用户可根据自身需求选择需要隐匿的兴趣点类别，具有良好的匿名效果。

附图说明

图1为本发明所述基于用户偏好选择的历史信息假位置生成方法流程图。

图2为本发明所述的对用户周围的区域进行网格划分图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1、2所示，本发明提供一种基于用户偏好选择的历史信息假位置生成方法，包括如下步骤：

获取的位置请求信息Q为：

Q＝{User,loc,k-level,v,con,Del_ip}

其中，loc,v可由GPS定位直接获取，而k-level,con,Del_ip由用户自行设定。k-level为用户设置的匿名区域内的用户个数，一般k值越大，匿名效果越好，但是通信开销越大；Del_ip为用户需要隐匿的兴趣点类别。

步骤2：根据用户周围历史信息生成假位置区域；

中心服务器对用户周围的区域进行网格划分，在历史查询次数最多的网格区域生成假位置区域，所述假位置(i,j)的真实度p_(i,j)为：

例如：下表为一用户周围区域的网格划分，网格内的数字代表历史信息在该位置的历史查询次数，表格中位置(2,3)处历史信息查询次数最多为20，因此，中心服务器将会在该区域生成假位置区域。

5	6	2	12
				7	14	6	9
1	20	0	0
				2	4	8	1

步骤3：在假位置区域筛选出与用户速度相关的历史位置；

采用皮尔森相关系数对用户和历史位置速度的相关度进行判断，选取相关度较高的历史位置，所述用户和假位置区域内历史位置速度的相关度为，：

为其平均值，

本实施例中，所述0.5＜r(U_v,H_vm)≤1时，所述用户和假位置区域内历史位置速度的相关度较高。

步骤4：在步骤3筛选的历史位置中筛选出与用户行驶方向相关度较高的历史位置；根据用户的行驶路线建立向量坐标轴，通过对其夹角值的估算判断用户和假位置的方向差异度，

采用余弦相似度筛选与用户行驶方向相关度较高的历史位置：

为用户行驶方向，

为假位置区域内历史位置的行驶方向。

本实施例中，所述0.5＜Sim(U_v,H_vm)≤1时，所述用户和假位置区域内历史位置行驶方向的相关度较高。

步骤5：隐匿用户设置的兴趣点类别并构建匿名区域；

本实施例中，兴趣点类别分为：学校-Sch、医院-Hos、娱乐餐饮-Enter、工厂-Fac、酒吧KTV-Bar。

Del_ip可根据用户需求设定，例如Del_Hos表示用户要求隐匿医院类的位置点。

以上分别对假位置区域内历史位置的速度和方向进行判断，选取速度具有最大相似性、行驶方向最为接近的历史位置，隐匿用户设置的兴趣点类别后进行匿名区域的构建。

步骤6：根据用户被识别的概率，计算熵值大小。

所述熵值为：

其中，q_(i,j)为用户位置(i,j)被识别的概率，k为匿名等级，H(x)为熵值，熵值越小，匿名效果越好。

根据步骤6计算熵值大小，评价是否满足匿名等级，不满足则重复步骤1-5直至满足匿名等级。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims

1.一种基于用户偏好选择的历史信息假位置生成方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤2：根据用户周围历史信息生成假位置区域；

步骤3：在假位置区域筛选出与用户速度相关的历史位置；

步骤5：隐匿用户设置的兴趣点类别并构建匿名区域；

步骤6：根据用户被识别的概率，计算熵值大小；

所述步骤3中，采用皮尔森相关系数对用户和历史位置速度的相关度进行判断，选取相关度较高的历史位置，所述用户和假位置区域内历史位置速度的相关度为：

为其平均值，

S_Hvm分别表示两者的标准差，n为假位置区域内历史位置数，r(U_v,H_vm)为用户和假位置区域内历史位置速度的相关度，r(U_v,H_vm)∈[-1,1]；

所述步骤1中获取的位置请求信息Q为：

Q＝{User,loc,k-level,v,con,Del_ip}

2.如权利要求1所述的基于用户偏好选择的历史信息假位置生成方法，其特征在于，所述步骤2中，中心服务器对用户周围的区域进行网格划分，在历史查询次数最多的网格区域生成假位置区域，所述假位置区域的真实度p_(i,j)为：

3.如权利要求2所述的基于用户偏好选择的历史信息假位置生成方法，其特征在于，所述0.5＜r(U_v,H_vm)≤1时，所述用户和历史位置速度的相关度较高。

4.如权利要求1所述的基于用户偏好选择的历史信息假位置生成方法，其特征在于，所述步骤4中，采用余弦相似度筛选与用户行驶方向相关度较高的历史位置：

其中，Sim(U_v，H_vm)为用户与假位置区域内历史位置行驶方向的相关度，Sim(U_v,H_vm)∈[-1，1]，

为用户行驶方向，

为假位置区域内历史位置的行驶方向。

5.如权利要求4所述的基于用户偏好选择的历史信息假位置生成方法，其特征在于，所述0.5＜Sim(U_v,H_vm)≤1时，所述用户和假位置区域内历史位置行驶方向的相关度较高。

6.如权利要求1所述的基于用户偏好选择的历史信息假位置生成方法，其特征在于，所述步骤6中，所述熵值为：

7.如权利要求6所述的基于用户偏好选择的历史信息假位置生成方法，其特征在于，熵值越小，匿名效果越好。

8.如权利要求1所述的基于用户偏好选择的历史信息假位置生成方法，其特征在于，所述步骤5中，兴趣点类别分为：学校-Sch、医院-Hos、娱乐餐饮-Enter、工厂-Fac、酒吧KTV-Bar。