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用户为中心的差分扰动位置隐私保护方法
  • ISSN号:0253-987X
  • 期刊名称:《西安交通大学学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP309[自动化与计算机技术—计算机系统结构;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]西安交通大学电子与信息工程学院,西安710049, [2]兰州交通大学电子与信息工程学院,兰州730070, [3]兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室,兰州730070, [4]香港城市大学计算机系,香港999077
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(61472316);陕西省科技计划资助项目(2016ZDJC-05,2013SZS16-ZOI);兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室开放课题资助项目(KFKT2016-7);甘肃省自然科学基金资助项目(2016GS07203).
中文摘要:

基于隐形区的位置混淆技术是实现位置隐私广泛研究的技术,但该技术需要可信第三方且无法防止基于背景信息的推理攻击,容易’泄露位置隐私。针对这一难题,提出了以用户为中心的差分扰动位置隐私保护方法,不需要可信第三方,同时增强了用户位置隐私。该方法采用修改的Hilbert曲线映射技术将地图中用户的每个位置投影到一维空间,通过组合足匿名和差分隐私技术随机产生扰动,并将扰动位置作为用户真实位置提交给服务商。为了解决移动设备资源受限问题,采用基于四分树的方法将用户的上下文存储和转换为比特流,由此获得了有效的时空复杂度和很高的检索准确率。安全分析表明,该方法能有效保护用户位置隐私;实验评估表明,与采用标准Hilbert曲线映射的方法相比检索准确率平均提高了15.4%。所提方法在隐私保护和服务精度之间取得了较好的权衡,对隐私保护系统设计具有一定的理论和实际意义。

英文摘要:

Abstract: A user-centric location privacy-preserving method with differential perturbations (Ulp2mDP) is proposed to solve the problem that the location obfuscation technique using cloaking region requires a trusted third part (TTP) and cannot sufficiently prevent inference attacks based on background information, and hence is easy to leak location privacy. The method can enhance the user's location privacy without requiring a TTP. The Ulp2mDP uses a modified Hilbert curve to project each 2-D geographical location of user into a 1-D space, and then randomly generates a reasonable perturbed location by combining the k anonymity with differential privacy technique. The perturbed value is then submitted as the user's real location to the service provider. In order to address the resource limitation of mobile devices, a quad-tree based scheme is used to transform and to store the user's context information as bit stream,which are highly efficient with respect to time and space complexities, hence to achieves high precision of retrieval. Security analysis shows that the Ulp2mDP can effectively protect user's location privacy. Experimental evaluation and a comparison with the approach using standard Hilbert curve show that the average retrieval accuracy of the Ulp2mDP increases by 15.4%. It is concluded that the Ulp2mDP provides a tradeoff between privacy preserving and service accuracy, and has a certain theoretical and practical significance for the design of privacy-preserving systems.

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期刊信息
  • 《西安交通大学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人共和国教育部
  • 主办单位:西安交通大学
  • 主编:陶文铨
  • 地址:西安市咸宁西路28号
  • 邮编:710049
  • 邮箱:xuebao@mail.xjtu.edu.cn
  • 电话:029-82668337 82667978
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-987X
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1069/T
  • 邮发代号:52-53
  • 获奖情况:
  • 美国《工程索引》(EI光盘版)定期收录的中文期刊,《中文核心期刊目录总览》综合类核心期刊,科技部《科技论文统计与分析》统计源,《中国科学引文数据库》刊源,获全国高校优秀科技期刊一等奖,“百种中国杰出学术期刊”称号,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:27275