CN113993125B - 基于虚假位置注入的移动app隐私保护的位置采集方法、系统及介质 - Google Patents

基于虚假位置注入的移动app隐私保护的位置采集方法、系统及介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于虚假位置注入的移动APP隐私保护的位置采集方法、系统及介质。该方法具体为：服务端将数据收集方收集的位置信息拦截；根据用户需求生成虚假的GPS定位信息，使用k‑匿名算法伪造匿名的GPS定位信息，使用POI替换技术对匿名后的GPS定位信息进行二次处理，得到虚假的GPS定位信息；将虚假的GPS定位信息注入到GPS定位信息的返回值。本发明利用Xposed框架来实现对GPS定位的伪造，用户可以将自己的匿名位置信息注入到某一现有的基于位置的服务第三方应用，在任意时间根据自己需求对自己的位置信息进行保护，且不影响原有基于位置服务软件的功能。另外，本发明通过POI(兴趣点)替换技术对k‑匿名生成的虚假位置进行二次处理，提高隐私保护的强度。

Description

基于虚假位置注入的移动APP隐私保护的位置采集方法、系统 及介质
技术领域
本发明属于位置隐私保护的技术领域，具体涉及一种基于虚假位置注入的移动APP隐私保护的位置采集方法、系统及介质。
背景技术
虚假位置匿名是一种广泛应用的隐私概念。其通过特定的隐私保护方案确定一个特定的虚假位置来对真实位置进行替换从而达到隐私保护的效果。现有的位置隐私保护方案大都作为一个独立的方案或系统，和用户原有的基于位置服务软件不兼容，因此难以融入用户原有的软件生态圈，难以符合用户的软件使用习惯。所以，在很多应用场景中，独立的具有位置隐私保护能力的基于位置服务软件不能满足用户的位置服务需求，只有讲隐私保护技术融入到用户原来习惯使用的软件中，通过透明的方式实现隐私保护，才能获得更好的用户体验。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于虚假位置注入的移动APP隐私保护的位置采集方法、系统及介质。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的一个方面，提供了基于虚假位置注入的移动APP隐私保护的位置采集方法，包括下述步骤：
当数据收集方开始收集用户的位置信息时，服务端将位置信息拦截；
服务端根据用户需求生成虚假的GPS定位信息，包括：使用k-匿名算法伪造匿名的GPS定位信息；使用POI替换技术对匿名后的GPS定位信息进行二次处理，得到虚假的GPS定位信息；
将虚假的GPS定位信息注入到GPS定位信息的返回值。
作为优选的技术方案，所述位置信息包括基站定位信息、WIFI定位信息和GPS定位信息；所述服务端将位置信息拦截具体为：
服务端将用于定位的类方法进行拦截，将基站定位信息和WIFI定位信息的返回值设为空值，强制使系统使用GPS定位信息。
作为优选的技术方案，所述用于定位的类方法包括：LocationManager、TelephonyManager和WiFiManager。
作为优选的技术方案，所述使用k-匿名算法伪造匿名的GPS定位信息具体为：
将用户位置与其他k-1个位置混合，并从不可分的k个匿名集中随机选取一个位置作为匿名的GPS定位信息。
作为优选的技术方案，所述使用POI替换技术对匿名后的GPS定位信息进行二次处理具体为：
设S1，S2为两个POI位置点，则：
S1＝(Starbucks，Coffee shop，Catering)；
S2＝(Jeff′s cuisine，Chinese restaurant，Catering)；
其中元组中的第一个元素是该POI位置点的描述，第二个元素是第二级类别信息，第三个元素是第一级类别信息；
以函数f确定两个POI位置点之间的相似性，如下式：
其中，Si.catj表示POI位置点Si的第j级类别属性；
根据用户需求选择不同相似性的POI位置点进行位置替换，得到虚假的GPS定位信息。
作为优选的技术方案，根据用户需求选择不同相似性的POI位置点进行位置替换，得到虚假的GPS定位信息，具体为：
若用户选择高隐私要求，则采用fj(S1,S2)＝0的POI类别进行位置替换，若存在多个符合要求的POI位置点，则选择距离最远的POI位置点进行替换；
若用户选择低隐私要求，则采用fj(S1，S2)＝1的POI类别进行位置替换，若存在多个符合要求的POI位置点，则选择距离最近的POI位置点进行替换；
其中两个POI位置点的距离d如下式：
其中(x1,y1)，(x2,y2)是两个POI位置点的坐标。
作为优选的技术方案，所述将虚假的GPS定位信息注入到GPS定位信息的返回值具体为：
将用于收集GPS定位信息的API获得的坐标位置更改为生成的虚假的GPS定位信息，并修改位置更新API，将虚假的GPS定位信息返回给用户端，从而完成位置保护。
作为优选的技术方案，所述服务端将位置信息拦截以及将虚假的GPS定位信息注入到GPS定位信息的返回值的过程均通过Xposed框架完成。
本发明的另一个方面，提供了基于虚假位置注入的移动APP隐私保护的位置采集系统，应用于上述的基于虚假位置注入的移动APP隐私保护的位置采集方法，包括位置信息拦截模块、虚假定位生成模块以及虚假定位注入模块；
所述位置信息拦截模块用于当数据收集方开始收集用户的位置信息时，服务端将位置信息拦截；
所述虚假定位生成模块用于根据用户需求生成虚假的GPS定位信息，包括：使用k-匿名算法伪造匿名的GPS定位信息；使用POI替换技术对匿名后的GPS定位信息进行二次处理，得到虚假的GPS定位信息；
所述虚假定位注入模块用于将虚假的GPS定位信息注入到GPS定位信息的返回值。
本发明的另一个方面，提供了一种存储介质，存储有程序，所述程序被处理器执行时，实现上述的基于虚假位置注入的移动APP隐私保护的位置采集方法。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
(1)本发明利用Xposed框架来实现对GPS定位的伪造，用户可以将自己的匿名位置信息注入到某一现有的基于位置的服务第三方应用，在任意时间根据自己需求对自己的位置信息进行保护，且不影响原有基于位置服务软件的功能。
(2)由于用户自定义匿名后的位置信息可能会存在可信度不高，位置信息模糊等情况，从而容易被攻击者识破，本发明通过POI(兴趣点)替换技术对k-匿名生成的虚假位置进行二次处理，将用户生成的虚假位置按自己的需求替换成具体的POI位置，从而增强匿名位置的可信度，提高隐私保护的强度，达到混淆攻击者的目的，实现更加灵活的位置隐私保护方案，提供更加具体化匿名之后的位置信息。
附图说明
图1是本发明实施例基于虚假位置注入的移动APP隐私保护的位置采集方法的实施流程图；
图2是本发明实施例基于虚假位置注入的移动APP隐私保护的位置采集方法的位置保护流程图；
图3是本发明实施例基于虚假位置注入的移动APP隐私保护的位置采集系统的结构示意图；
图4是本发明实施例的存储介质的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
实施例
本实施例中存在三个实体：数据采集方、服务端和用户端，如图1所示。数据采集方通过应用采集用户的位置信息，然后传给服务端，服务端使用Xposed框架技术将GPS定位信息拦截，再利用本发明设计的算法生成虚假的位置信息，在使用Xposed框架技术将伪造的定位信息注入到用户端，从而不被第三方发现。
如图1所示，本实施例提供了一种基于虚假位置注入的移动APP隐私保护的位置采集方法，包括以下步骤：
S1、用户在使用某个软件应用时，数据收集方开始收集用户的位置信息，随后服务端使用Xposed框架将位置信息拦截；
一般而言，Android系统中大部分采用基站+GPS+WIFI三种混合方式来进行定位的，故在本实施例中所述位置信息包括基站定位信息、WIFI定位信息和GPS定位信息；
所述服务端将位置信息拦截具体为：
服务端将用于定位的类方法进行拦截，由于伪造基站和WIFI的定位信息难度较大，故将基站定位信息和WIFI定位信息的返回值设为空值，从而强制使系统使用GPS定位信息；所述用于定位的类方法包括：LocationManager、TelephonyManager和WiFiManager。
S2、服务端根据用户需求生成虚假的GPS定位信息，包括：
S2.1、首先，本发明使用k-匿名算法伪造匿名的GPS定位信息，将用户位置与其他k-1个位置混合，并从不可分的k个匿名集中随机选取一个位置作为匿名的GPS定位信息。
S2.2、其次，为了满足用户的个人隐私需求，本发明使用POI替换技术对匿名后的GPS定位信息进行二次处理，得到虚假的GPS定位信息，具体如下：
设S1，S2为两个POI位置点，则：
S1＝(Starbucks，Coffee shop，Catering)；
S2＝(Jeff′s cuisine，Chinese restaurant，Catering)；
其中元组中的第一个元素是该POI位置点的描述，第二个元素是第二级类别信息，第三个元素是第一级类别信息；
在POI替换中用户可以通过配置使用哪个匹配的功能来平衡实用和保护级别，以函数f确定两个POI位置点之间的相似性，如下式：
其中，Si.catj表示POI位置点Si的第j级类别属性；
根据用户需求选择不同相似性的POI位置点进行位置替换，得到虚假的GPS定位信息：
若用户选择高隐私要求，则采用fj(S1,S2)＝0的POI类别进行位置替换，若存在多个符合要求的POI位置点，则选择距离最远的POI位置点进行替换；
若用户选择低隐私要求，则采用fj(S1,S2)＝1的POI类别进行位置替换，若存在多个符合要求的POI位置点，则选择距离最近的POI位置点进行替换；
其中两个POI位置点的距离d如下式：
其中(x1,y1)，(x2,y2)是两个POI位置点的坐标。
S3、将虚假的GPS定位信息注入到GPS定位信息的返回值，具体为：
使用Xposed框架将用于收集GPS定位信息的API：GetLastKnowLocation获得的坐标位置更改为生成的虚假的GPS定位信息，并修改位置更新API：RequestLocationUpdate，将虚假的GPS定位信息返回给用户端，从而完成位置保护。具体的工作流程如图2所示。
如图3所示，在本申请的另一个实施例中，提供了一种基于虚假位置注入的移动APP隐私保护的位置采集系统，该系统包括位置信息拦截模块、虚假定位生成模块以及虚假定位注入模块；
所述位置信息拦截模块用于当数据收集方开始收集用户的位置信息时，服务端将位置信息拦截；
所述虚假定位生成模块用于根据用户需求生成虚假的GPS定位信息，包括：使用k-匿名算法伪造匿名的GPS定位信息；使用POI替换技术对匿名后的GPS定位信息进行二次处理，得到虚假的GPS定位信息；
所述虚假定位注入模块用于将虚假的GPS定位信息注入到GPS定位信息的返回值。
在此需要说明的是，上述实施例提供的系统仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能，该系统是应用于上述实施例的基于虚假位置注入的移动APP隐私保护的位置采集方法。
如图4所示，在本申请的另一个实施例中，还提供了一种存储介质，存储有程序，所述程序被处理器执行时，实现基于虚假位置注入的移动APP隐私保护的位置采集方法，具体为：
S1、当数据收集方开始收集用户的位置信息时，服务端将位置信息拦截；
S2、服务端根据用户需求生成虚假的GPS定位信息，包括：使用k-匿名算法伪造匿名的GPS定位信息；使用POI替换技术对匿名后的GPS定位信息进行二次处理，得到虚假的GPS定位信息；
S3、将虚假的GPS定位信息注入到GPS定位信息的返回值。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.基于虚假位置注入的移动APP隐私保护的位置采集方法，其特征在于，包括下述步骤：
当数据收集方开始收集用户的位置信息时，服务端将位置信息拦截；
服务端根据用户需求生成虚假的GPS定位信息，包括：使用k-匿名算法伪造匿名的GPS定位信息；使用POI替换技术对匿名后的GPS定位信息进行二次处理，得到虚假的GPS定位信息；
所述使用POI替换技术对匿名后的GPS定位信息进行二次处理具体为：
设S1，S2为两个POI位置点，则：
S1＝(Starbucks,Coffee shop,Catering)；
S2＝(Jeff′scuisine,Chinese restaurant,Catering)；
其中元组中的第一个元素是该POI位置点的描述，第二个元素是第二级类别信息，第三个元素是第一级类别信息；
以函数f确定两个POI位置点之间的相似性，如下式：
其中，Si.catj表示POI位置点Si的第j级类别属性；
根据用户需求选择不同相似性的POI位置点进行位置替换，得到虚假的GPS定位信息；
将虚假的GPS定位信息注入到GPS定位信息的返回值。
2.根据权利要求1所述基于虚假位置注入的移动APP隐私保护的位置采集方法，其特征在于，所述位置信息包括基站定位信息、WIFI定位信息和GPS定位信息；所述服务端将位置信息拦截具体为：
服务端将用于定位的类方法进行拦截，将基站定位信息和WIFI定位信息的返回值设为空值，强制使系统使用GPS定位信息。
3.根据权利要求2所述基于虚假位置注入的移动APP隐私保护的位置采集方法，其特征在于，所述用于定位的类方法包括：LocationManager、TelephonyManager和WiFiManager。
4.根据权利要求1所述基于虚假位置注入的移动APP隐私保护的位置采集方法，其特征在于，所述使用k-匿名算法伪造匿名的GPS定位信息具体为：
将用户位置与其他k-1个位置混合，并从不可分的k个匿名集中随机选取一个位置作为匿名的GPS定位信息。
5.根据权利要求1所述基于虚假位置注入的移动APP隐私保护的位置采集方法，其特征在于，根据用户需求选择不同相似性的POI位置点进行位置替换，得到虚假的GPS定位信息，具体为：
若用户选择高隐私要求，则采用fj(s1,s2)＝0的POI类别进行位置替换，若存在多个符合要求的POI位置点，则选择距离最远的POI位置点进行替换；
若用户选择低隐私要求，则采用fj(S1,S2)＝1的POI类别进行位置替换，若存在多个符合要求的POI位置点，则选择距离最近的POI位置点进行替换；
其中两个POI位置点的距离d如下式：
其中(x1,y1)，(x2,y2)是两个POI位置点的坐标。
6.根据权利要求1所述基于虚假位置注入的移动APP隐私保护的位置采集方法，其特征在于，所述将虚假的GPS定位信息注入到GPS定位信息的返回值具体为：
将用于收集GPS定位信息的API获得的坐标位置更改为生成的虚假的GPS定位信息，并修改位置更新API，将虚假的GPS定位信息返回给用户端，从而完成位置保护。
7.根据权利要求1所述基于虚假位置注入的移动APP隐私保护的位置采集方法，其特征在于，所述服务端将位置信息拦截以及将虚假的GPS定位信息注入到GPS定位信息的返回值的过程均通过Xposed框架完成。
8.基于虚假位置注入的移动APP隐私保护的位置采集系统，其特征在于，应用于权利要求1-7中任一项所述的基于虚假位置注入的移动APP隐私保护的位置采集方法，包括位置信息拦截模块、虚假定位生成模块以及虚假定位注入模块；
所述位置信息拦截模块用于当数据收集方开始收集用户的位置信息时，服务端将位置信息拦截；
所述虚假定位生成模块用于根据用户需求生成虚假的GPS定位信息，包括：使用k-匿名算法伪造匿名的GPS定位信息；使用POI替换技术对匿名后的GPS定位信息进行二次处理，得到虚假的GPS定位信息；
所述使用POI替换技术对匿名后的GPS定位信息进行二次处理具体为：
设S1，S2为两个POI位置点，则：
S1＝(Starbucks,Coffee shop,Catering)；
S2＝(Jeff′scuisine,Chinese restaurant,Catering)；
其中元组中的第一个元素是该POI位置点的描述，第二个元素是第二级类别信息，第三个元素是第一级类别信息；
以函数f确定两个POI位置点之间的相似性，如下式：
其中，Si.catj表示POI位置点Si的第j级类别属性；
根据用户需求选择不同相似性的POI位置点进行位置替换，得到虚假的GPS定位信息；
所述虚假定位注入模块用于将虚假的GPS定位信息注入到GPS定位信息的返回值。
9.一种存储介质，存储有程序，其特征在于：所述程序被处理器执行时，实现权利要求1-7任一项所述的基于虚假位置注入的移动APP隐私保护的位置采集方法。
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