CN113490938A - 匿名性评价装置、匿名性评价方法、程序 - Google Patents

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Abstract

提供对于将任意的表格进行了匿名化的表格，计算与匿名性有关的评价值的技术。包含：评价对象表格生成部，根据M×N的匿名化对象表格，生成包含作为相互不同的p个主属性的值的组的L个记录的p×L的第1评价对象表格，并根据将p个主属性作为对象而将匿名化对象表格进行了匿名化的M×N的匿名化完成表格，生成将p个主属性作为对象而将第1评价对象表格进行了匿名化的p×L的第2评价对象表格；以及评价值计算部，根据第1评价对象表格和第2评价对象表格，计算与成为评价对象的q个主属性有关的评价值，其中，将M设为属性的数量，将N设为记录的数量，将p设为主属性的数量，将L设为相互不同的p个主属性的值的组的数量。

Description

匿名性评价装置、匿名性评价方法、程序
技术领域
本发明涉及匿名化(anonymizing)技术。
背景技术
近年来，在数据挖掘中能够保护隐私并取得结果的、被称为隐私保护数据挖掘的技术受到关注。作为这种技术，存在非专利文献1所记载的k-匿名化或非专利文献2所记载的Pk-匿名化。
这些匿名化技术的处理对象是图1所示那样的表格。这里，表格是指，对于M(M为2以上的整数)个属性，包含N(N为1以上的整数)个作为其值的组的记录(record)的数据。此外，记录称为行，某个属性(例如，姓名)的值的组称为列。例如，图1的表格的第一行为(A先生,男,30-39岁,便利店,150)，第一列为(A先生,C先生,E女士,A先生,B女士,D先生,E女士)。此外，表格的大小表示为M×N。例如，图1的表格为5×7的表格(M＝5，N＝7)。表格所包含的属性值称为表格的元素。
将非专利文献1或非专利文献2所记载的匿名化技术设为匿名化对象的属性称为主属性，将除此之外的属性，即匿名化技术不设为匿名化对象的属性称为历史属性。此外，将对于某个主属性的属性值的组、即列进行删除称为属性删除。属性删除是匿名化技术的一例。
此外，在非专利文献3中，公开了评价非专利文献1或非专利文献2所记载的匿名化技术的匿名性评价技术。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：Latanya Sweeney,“k-anonymity:a model for protectingprivacy”,International Journal of Uncertainty,Fuzziness and Knowledge-BasedSystems,Vol.10,Issue 5,October 2002.
非专利文献2：五十岚大，千田浩司，高桥克巳，“对k-匿名性的概率指标的扩展及其应用例(k-匿名性の確率的指標への拡張とその適用例)”，电脑安全会议(コンピュータセキュリティシンポジウム)2009(CSS2009)，pp.1-6，2009年10月.
非专利文献3：菊池浩明，山口高康，滨田浩气，山冈裕司，小栗秀畅，佐久间淳，“匿名加工/重识别测试Ice&Fire的设计(匿名加工·再識別コンテストIce&Fireの設計)”,CSS2015,pp.363-370,2015.
发明内容
发明所要解决的课题
在非专利文献1或非专利文献2所记载的匿名化技术中，将由主属性的值的组与历史属性的值的组一一对应的特殊的记录构成的表格作为对象进行匿名化处理，保护数据。此外，非专利文献3所记载的匿名性评价技术评价的是，将由主属性的值的组与历史属性的值的组一一对应的特殊的记录构成的表格作为对象的匿名化技术。因此，例如，对图1的表格，若想要将主属性设为姓名、性别、年龄段这3个属性、将历史属性设为购买店铺、购买金额这2个属性而使用k-匿名化来进行匿名化且进行与匿名性有关的评价，则不能够直接进行应用。即，在非专利文献3所记载的匿名性评价技术中，除了由主属性的值的组与历史属性的值的组一一对应的特殊的记录构成的表格外，不能够计算与匿名性有关的评价值。
因此本发明的目的在于，提供一种对于将任意的表格进行了匿名化的表格计算与匿名性有关的评价值的技术。
用于解决课题的手段
本发明的一方式包含：重复排除部，根据M×N的匿名化对象表格，生成包含p个主属性的值的组相互不同的、L个所述匿名化对象表格的记录的M×L的部分表格；匿名化部，根据所述部分表格，生成将p个主属性作为对象而将所述部分表格进行了匿名化的M×L的匿名化完成部分表格；重复还原部，根据所述匿名化对象表格和所述匿名化完成部分表格，生成将p个主属性作为对象而将所述匿名化对象表格进行了匿名化的M×N的匿名化完成表格；评价对象表格生成部，根据所述匿名化对象表格，生成包含作为相互不同的p个主属性的值的组的L个记录的p×L的第1评价对象表格，并根据所述匿名化完成表格，生成将p个主属性作为对象而将所述第1评价对象表格进行了匿名化的p×L的第2评价对象表格；以及评价值计算部，根据所述第1评价对象表格和所述第2评价对象表格，计算与成为评价对象的q个(q≤p)主属性有关的评价值，其中，将M设为表示属性的数量的2以上的整数，将N设为表示记录的数量的1以上的整数，将p设为表示主属性的数量的1以上、M以下的整数，将L设为表示相互不同的p个主属性的值的组的数量的1以上、N以下的整数。
发明效果
根据本发明，能够对于将任意的表格进行了匿名化的表格，计算与匿名性有关的评价值。
附图说明
图1是表示匿名化对象表格的一例的图。
图2是表示匿名性评价装置10的结构的一例的框图。
图3是表示匿名性评价装置10的操作的一例的流程图。
图4是表示匿名化完成表格生成部100的结构的一例的框图。
图5是表示匿名化完成表格生成部100的操作的一例的流程图。
图6是表示重复排除部110的结构的一例的框图。
图7是表示重复排除部110的操作的一例的流程图。
图8是表示匿名化对象表格的一例的图。
图9是表示在编码完成表格的生成过程中得到的表格的一例的图。
图10是表示编码完成表格的一例的图。
图11是表示在重复记录编号表格的生成过程中得到的表格的一例的图。
图12是表示在重复记录编号表格的生成过程中得到的表格的一例的图。
图13是表示在重复记录编号表格的生成过程中得到的表格的一例的图。
图14是表示重复记录编号表格的一例的图。
图15是表示在部分表格的生成过程中得到的表格的一例的图。
图16是表示在部分表格的生成过程中得到的表格的一例的图。
图17是表示部分表格的一例的图。
图18是表示匿名化完成部分表格的一例的图。
图19是表示匿名化完成表格的一例的图。
图20是表示第1评价对象表格的一例的图。
图21是表示第2评价对象表格的一例的图。
具体实施方式
以下，详细说明本发明的实施方式。另外，对具有相同功能的结构部附加相同的编号，省略重复说明。
＜第1实施方式＞
将M设为表示属性的数量的2以上的整数，将N设为表示记录的数量的1以上的整数，将p设为表示主属性的数量的1以上、M以下的整数，将L设为表示相互不同的p个主属性的值的组的数量的1以上、N以下的整数。匿名性评价装置10根据M×N的、成为匿名化的处理对象的表格(匿名化对象表格)，计算与匿名性有关的评价值。
以下，参照图2～图3说明匿名性评价装置10。图2是表示匿名性评价装置10的结构的框图。图3是表示匿名性评价装置10的操作的流程图。如图2所示匿名性评价装置10包含匿名化完成表格生成部100、评价对象表格生成部200、评价值计算部300、以及存储部900。存储部900是适当地存储匿名性评价装置10的处理所需的信息的结构部。存储部900例如存储在匿名化对象表格等匿名性评价装置10进行处理的过程中生成的表格。
根据图3说明匿名性评价装置10的操作。
在S100中，匿名化完成表格生成部100将M×N的匿名化对象表格作为输入，根据匿名化对象表格，生成将p个主属性作为对象而将匿名化对象表格进行了匿名化的M×N的匿名化完成表格，并输出匿名化完成表格。
以下，参照图4～图5说明匿名化完成表格生成部100。图4是表示匿名化完成表格生成部100的结构的框图。图5是表示匿名化完成表格生成部100的操作的流程图。如图4所示，匿名化完成表格生成部100包含重复排除部110、匿名化部120、以及重复还原部130。
根据图5说明匿名化完成表格生成部100的操作。
在S110中，重复排除部110将M×N的匿名化对象表格作为输入，根据匿名化对象表格，生成包含p个主属性的值的组相互不同的、L个匿名化对象表格的记录的M×L的部分表格，并输出部分表格。以下，参照图6～图7说明重复排除部110。图6是表示重复排除部110的结构的框图。图7是表示重复排除部110的操作的流程图。如图6所示，重复排除部110包含编码完成表格生成部111、重复记录编号表格生成部113、以及部分表格生成部115。
按照图7说明重复排除部110的操作。
在S111中，编码完成表格生成部111根据匿名化对象表格，生成包含N个作为p个主属性的值的组的记录的p×N的主属性表格，生成将该主属性表格的值编码后的p×N的编码完成表格。以下，使用各表格的具体例进行说明。首先，编码完成表格生成部111根据图8的匿名化对象表格，生成图9的主属性表格。接下来，编码完成表格生成部111根据图9的主属性表格，生成图10的编码完成表格。编码完成表格是遵照对值相同的主属性表格的元素分配相同的整数值这样的规则进行编码而得到的表格。
在S113中，重复记录编号表格生成部113根据在S111生成的编码完成表格，生成2×L的重复记录编号表格，该重复记录编号表格将p个主属性的值的组相同的匿名化对象表格的记录的记录编号的集合、与作为该集合的元素(例如，该集合的最小值)的键(key)值的组作为记录。这里，记录编号是指，用于识别匿名化对象表格所包含的记录的编号。以下，使用各表格的具体例进行说明。首先，重复记录编号表格生成部113根据图10的编码完成表格，生成图11的附带记录编号的编码完成表格。附带记录编号的编码完成表格是通过将记录编号的列追加至编码完成表格而得到的(p+1)×N的表格。接下来，重复记录编号表格生成部113根据图11的附带记录编号的编码完成表格，生成图14的重复记录编号表格。此时，重复记录编号表格生成部113例如生成使用了图12所示的映射结构的2×N的表格或使用了图13所示的映射结构的2×L的表格，并生成重复记录编号表格。这里，映射结构是指，对于一个属性，将多个该属性的值整合为1个而保存的数据结构。例如，在图12中，对于编码数据这一属性，像[1,2,3]、[4,5,6]等这样，多个值作为1个元素被保存。
在S115中，部分表格生成部115根据匿名化对象表格和在S113生成的重复记录编号表格，生成部分表格。以下，使用各表格的具体例进行说明。首先，部分表格生成部115根据图8的匿名化对象表格，生成图15的附带记录编号的匿名化对象表格。附带记录编号的匿名化对象表格是将记录编号的列追加至匿名化对象表格而得到的(M+1)×N的表格。接下来，部分表格生成部115根据图15的附带记录编号的匿名化对象表格和图14的重复记录编号表格，生成图17的部分表格。此时，部分表格生成部115例如生成图16的附带记录编号的部分表格，生成部分表格。
在S120中，匿名化部120将在S110生成的部分表格作为输入，根据部分表格，生成将p个主属性作为对象而将部分表格进行了匿名化的M×L的匿名化完成部分表格，并输出匿名化完成部分表格。以下，使用各表格的具体例进行说明。匿名化部120根据图17的部分表格，生成图18的匿名化完成部分表格。通过将姓名进行属性删除，将住址以及年龄一般化，并设为k＝2而进行k-匿名化，从而得到图18的匿名化完成部分表格。
另外，在匿名化中，除了属性删除、一般化、k-匿名化之外，也可以使用Pk-匿名化。此外，也可以使用调换记录的顺序(上下)的记录打乱(shuffle)。在进行包含像记录打乱那样调换记录的顺序的处理的匿名化的情况下，匿名化部120生成表示记录编号的迁移的表格。
在S130中，重复还原部130将匿名化对象表格、在S120生成的匿名化完成部分表格、以及在S110生成的重复记录编号表格作为输入，根据匿名化对象表格和匿名化完成部分表格，使用重复记录编号表格而生成匿名化完成表格，并输出匿名化完成表格。以下，使用各表格的具体例进行说明。重复还原部130根据图18的匿名化完成部分表格生成图19的匿名化完成表格。
另外，在S120中，进行了包含将记录的顺序调换的处理的匿名化的情况下，重复还原部130将匿名化对象表格、在S120生成的匿名化完成部分表格、在S110生成的重复记录编号表格、以及在S120生成的表示记录编号的迁移的表格作为输入，根据匿名化对象表格和匿名化完成部分表格，使用重复记录编号表格和表示记录编号的迁移的表格，生成匿名化完成表格，并输出匿名化完成表格。
在S200中，评价对象表格生成部200将匿名化对象表格、在S100生成的匿名化完成表格、在S100生成的重复记录编号表格作为输入，根据匿名化对象表格和重复记录编号表格，生成包含作为相互不同的p个主属性的值的组的、L个记录的p×L的第1评价对象表格，根据匿名化完成表格和重复记录编号表格，生成将p个主属性作为对象而将第1评价对象表格进行了匿名化的p×L的第2评价对象表格，并输出第1评价对象表格和第2评价对象表格。以下，使用各表格的具体例进行说明。评价对象表格生成部200根据图8的匿名化对象表格和图14的重复记录编号表格，生成图20的第1评价对象表格。此外，评价对象表格生成部200根据图19的匿名化完成表格和图14的重复记录编号表格，生成图21的第2评价对象表格。
在S300中，评价值计算部300将在S200生成的第1评价对象表格和在S200生成的第2评价对象表格作为输入，根据第1评价对象表格和第2评价对象表格，计算与成为评价对象的q个(q≤p)主属性有关的评价值，并输出评价值。在评价值的计算中，能够使用非专利文献3所记载的计算方法。此外，也可以设为使用平均、频度等统计量。例如，若使用k-匿名性评价，则针对图20的第1评价对象表格得到评价值1，针对图21的第2评价对象表格得到评价值2。
匿名性评价装置10将匿名化对象表格作为输入，在生成了匿名化完成表格的基础上，生成第1评价对象表格和第2评价对象表格，并计算评价值，但匿名性评价装置的构成方式不限于此。例如，也能够构成为将匿名化对象表格和匿名化完成表格作为输入，生成第1评价对象表格和第2评价对象表格，并计算评价值的匿名性评价装置20(未图示)。在该情况下，匿名性评价装置20包含评价对象表格生成部200、评价值计算部300、以及存储部900。此外，在成为匿名性评价装置20的输入的匿名化对象表格和匿名化完成表格中，就匿名化完成表格而言，只要通过匿名化装置100事先生成即可。匿名化装置100包含重复排除部110、匿名化部120、重复还原部130、以及存储部190(未图示)。存储部190是能够适当存储匿名化装置100的处理所需的信息的结构部。
根据本发明的实施方式，能够对于将任意的表格匿名化了的表格，计算与匿名性有关的评价值。
＜附记＞
本发明的装置例如作为单一的硬件实体，具有：能够连接键盘等的输入部、能够连接液晶显示器等的输出部、能够连接可与硬件实体的外部进行通信的通信装置(例如通信电缆)的通信部、CPU(中央处理单元(Central Processing Unit)，也可以具有高速缓存或寄存器等)、作为存储器的RAM或ROM、作为硬盘的外部存储装置、以及总线，该总线被连接为能够实现这些输入部、输出部、通信部、CPU、RAM、ROM、外部存储装置之间的数据的交互。此外根据需要，也可以在硬件实体中设置能够读写CD-ROM等存储介质的装置(驱动器)等。作为具有这种硬件资源的物理实体，有通用计算机等。
在硬件实体的外部存储装置中，存储了用于实现上述的功能所必须的程序以及在该程序的处理中所必须的数据等(不限于外部存储装置，例如也可以设为存储在作为读取程序专用存储装置的ROM中)。此外，通过这些程序的处理而得到的数据等适当地被存储于RAM或外部存储装置等。
在硬件实体中，被存储于外部存储装置(或者ROM等)的各程序以及该各程序的处理所需的数据根据需要而被读取到存储器中，由CPU适当地解释执行/处理。其结果，CPU实现特定的功能(上述…部、…手段等表示的各结构部)。
本发明不限于上述实施方式，能够在不脱离本发明的宗旨的范围内适当地变更。此外，上述实施方式中说明的处理不仅按照记载的顺序而以时序执行，也可以根据执行处理的装置的处理能力或需要并行地或个别地执行。
如上所述，在通过计算机实现上述实施方式中说明的硬件实体(本发明的装置)中的处理功能的情况下，硬件实体应具有的功能的处理内容由程序来记述。然后，通过在计算机上执行该程序，在计算机上实现上述硬件实体中的处理功能。
记述了该处理内容的程序可以预先存储在计算机可读取的存储介质中。作为计算机可读取的存储介质，例如可以是磁存储装置、光盘、光磁存储介质、半导体存储器等。具体地，例如，能够将硬盘装置、软盘、磁带等作为磁存储装置使用，能够将DVD(DigitalVersatile Disc，数字多功能盘)、DVD-RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory，光盘只读存储器)、CD-R(Recordable，可刻录)/RW(ReWritable，可覆写)等作为光盘使用，能够将MO(Magneto-Optical disc，磁光盘)等作为光磁存储介质使用，能够将EEP-ROM(Electronically Erasable and Programmable-ReadOnly Memory，电子可擦除可编程只读存储器)等作为半导体存储器使用。
此外，该程序的流通例如通过销售、转让、出借存储了该程序的DVD、CD-ROM等便携式存储介质来进行。进而，也可以构成为将该程序保存在服务器计算机的存储装置中，通过网络，从服务器计算机向其他计算机转发该程序，从而使该程序流通。
执行这种程序的计算机例如首先将存储在便携式存储介质中的程序或从服务器计算机转发的程序暂时保存在自己的存储装置中。然后，在执行处理时，该计算机读取保存在自己的存储装置中的程序，并按照读取的程序执行处理。另外，作为该程序的另一执行方式，计算机也可以从便携式存储介质直接读取程序，执行按照该程序的处理，并且，每当程序从服务器计算机转发到该计算机时可以依次按照所接收的程序执行处理。此外，也可以构成为，不从服务器计算机向该计算机转发程序，而仅通过该执行指示和结果取得来实现处理功能，通过所谓的ASP(Application Service Provider，应用服务提供商)型的服务来执行上述处理。另外，在本方式的程序中，设为包含作为供电子计算机的处理使用的信息的、遵照程序的信息(不是对计算机的直接指令，但具有规定计算机的处理的性质的数据等)。
此外，在该方式中，设为通过在计算机上执行特定程序来构成硬件实体，但是也可以设为仅在硬件上实现这些处理内容的至少一部分。
上述本发明的实施方式的记载是出于例证和记载的目的而提出的。并非囊括性、也没有将发明限定于公开的严密形式。能够根据上述的教导进行变形或变更。实施方式被选择性地表示以提供本发明原理的最佳例证，并使得本领域的本领域技术人员能够以各种实施方式、或者附加各种变形而使用本发明，以适合于所考虑的实际使用。所有这样的变型和变更都在依照公正合法公平的范围而被解释的随附的权利要求所确定的本发明的范围内。

Claims (4)

1.一种匿名性评价装置，包含：
评价对象表格生成部，根据M×N的匿名化对象表格，生成包含作为相互不同的p个主属性的值的组的L个记录的p×L的第1评价对象表格，并根据将p个主属性作为对象而将所述匿名化对象表格进行了匿名化后的M×N的匿名化完成表格，生成将p个主属性作为对象而将所述第1评价对象表格进行了匿名化的p×L的第2评价对象表格；以及
评价值计算部，根据所述第1评价对象表格和所述第2评价对象表格，计算与成为评价对象的q个主属性有关的评价值，q≤p，
其中，将M设为表示属性的数量的2以上的整数，将N设为表示记录的数量的1以上的整数，将p设为表示主属性的数量的1以上、M以下的整数，将L设为表示相互不同的p个主属性的值的组的数量的1以上、N以下的整数。
2.如权利要求1所述的匿名性评价装置，其中，
所述评价对象表格生成部使用重复记录编号表格，生成所述第1评价对象表格和所述第2评价对象表格，
其中，将记录编号设为用于识别所述匿名化对象表格所包含的记录的编号，将所述重复记录编号表格设为将p个主属性的值的组相同的所述匿名化对象表格的记录的记录编号的集合、与作为该集合的元素的键值的组作为记录的2×L的表格。
3.一种匿名性评价方法，包含：
评价对象表格生成步骤，匿名性评价装置根据M×N的匿名化对象表格，生成包含作为相互不同的p个主属性的值的组的L个记录的p×L的第1评价对象表格，并根据将p个主属性作为对象而将所述匿名化对象表格进行了匿名化后的M×N的匿名化完成表格，生成将p个主属性作为对象而将所述第1评价对象表格进行了匿名化的p×L的第2评价对象表格；以及
评价值计算步骤，所述匿名性评价装置根据所述第1评价对象表格和所述第2评价对象表格，计算与成为评价对象的q个主属性有关的评价值，q≤p，
其中，将M设为表示属性的数量的2以上的整数，将N设为表示记录的数量的1以上的整数，将p设为表示主属性的数量的1以上、M以下的整数，将L设为表示相互不同的p个主属性的值的组的数量的1以上、N以下的整数。
4.一种程序，
使计算机作为权利要求1或者2所述的匿名性评价装置而发挥功能。
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