基于位置服务的数据库查询隐私保护

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具有全球定位能力的移动设备允许用户在他们的位置附近检索与自己相关的兴趣点(POI)。由于详细的位置信息能关联出用户的生活方式、政治观点、宗教信仰、健康状况等个人信息,因此为了保护用户的隐私,用户的准确位置坐标不暴露给具有位置服务的不可信第三方平台是非常重要的。目前,该领域主要有两个研究热点:(1)将用户的位置隐藏到一个匿名区域当中;(2)使用隐私信息检索技术将用户的位置数据进行加密。位置服务商在保护用户隐私时,为了保证服务质量,会导致数据库中的兴趣点POI过多的暴露。比如,当服务器隐藏一个发出连续查询请求用户的位置时,需要建立一个大范围的匿名空间,而这些匿名空间中包含了大量的兴趣点,因此就会泄露过多兴趣点,极大的浪费了数据库中的资源。并且在使用隐私信息检索技术时,虽然减少了查询区域中兴趣点的大量公开,但此方法在处理查询过程中却需要花费高昂的计算及通信成本。先前工作主要集中在如何权衡好服务质量以及各隐私技术性能之间的平衡。但服务商却忽略了保护自身数据库中的兴趣点POI不被过多公布。而处在当今移动互联网日益发展的大数据时代,数据成为了一种十分重要的资产。服务商通过提供位置服务的应用,会广泛收集到用户位置信息的数据,因此,保护这些数据不被肆意浪费也越来越成为位置服务商所关注的问题。为了解决上述问题,本文将研究的重点放在对用户保证位置信息隐私的同时,也对数据库的资源进行保护。通过对匿名区域技术和隐私信息检索技术的有效结合,实现对数据库以及用户的隐私同时进行保护。研究内容具体包括:(1)对点和矩形外壳的隐私评估协议进行改进,通过该协议可以私下地评估出一个兴趣点包含在哪个矩形区域中,并且查询内容用加密算法进行保密,使其能够对用户所查询的兴趣点内容及服务器所拥有的数据库信息同时提供隐私保护;(2)选取一个灵活的多层空间索引结构划分方式,使其可以在运行时间内有效地寻找到查询区域的叶节点,并根据用户所产生的查询匿名空间,在更精确的区域内执行隐私信息检索技术;(3)保护数据库中POI的过多暴露以及减少计算资源以及通信成本。最后,本文将通过实验证明此方法在实践中的灵活性以及在计算和通信的成本花销上的优越性。
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