时空众包系统中的位置隐私保护研究

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近年来,随着移动互联网和智能移动设备技术的蓬勃发展,时空众包已成为移动群智感知网络(MCSS)中的研究热点。特别是共享经济模式的快速发展,使时空众包融入到现实应用场景中,各类时空众包平台不断涌现,例如,Uber、滴滴打车、美团外卖、阿里众包等。在时空众包的使用过程中,时空众包用户需将包含自身时空信息的数据发送给时空众包平台,以便于时空众包平台提供精确的服务。但是,不可信的时空众包平台以及恶意的攻击者不可避免的给时空众包用户位置隐私带来极大的威胁。因此,如何保护时空众包用户的位置隐私是时空众包研究中的一个关键问题。但随着隐私保护力度增强,时空众包用户的服务质量又会受到影响而降低。针对上述问题,本文基于时空众包的时空复杂特性,分析现有的应用于时空众包位置隐私保护技术的优势和弊端,提出一种时空众包隐私保护模型,并进行仿真实验以验证其可行性和有效性。本文主要的研究内容包括以下几个方面:(1)对于k-匿名位置隐私保护技术不能有效地阻止攻击者使用连续查询攻击算法攻击,以及在差分隐私位置隐私保护下,攻击者使用差分攻击算法仍然有较大的概率推测出时空众包用户真实位置的问题,本文基于k-匿名隐私保护技术和差分隐私保护技术提出一种时空众包系统的的隐私模型,来保护众包用户感知数据阶段的实时位置数据,提高时空众包用户的隐私保护水平。并通过攻击者识别时空众包用户真实位置的概率和攻击者推测时空众包用户真实位置的期望距离误差两种仿真实验,来验证所提出的隐私保护模型的可行性和有效性。(2)对于时空众包感知数据传输过程中已有的线性数据汇聚所存在感知数据传输效率低下和时空众包用户等待时间过长问题作出改进,提出一种分布式的动态数据汇聚方法,从而提高感知数据的传输效率,并减少时空众包用户的等待时间。(3)针对时空众包用户隐私保护力度较小时,不能有效的保护其位置隐私安全,而时空众包用户隐私保护力度较大时,又会导致服务质量降低,影响感知数据质量的问题。本文基于斯塔克伯格博弈来解决众包用户的隐私保护力度和服务质量之间的矛盾问题,并通过仿真实验验证算法的有效性。
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