空間眾包中基于多種距離計(jì)算的位置隱私保護(hù)研究.pdf

1、空間眾包(SC)是一種近幾年新興的代替性平臺(tái)，不同于傳統(tǒng)的解決問(wèn)題的渠道，人們可以在上面發(fā)布時(shí)空相關(guān)的任務(wù)以尋求幫助，讓平臺(tái)的工作者去完成這些任務(wù)?？傊?，SC給不同的社會(huì)人帶來(lái)了一些新的機(jī)遇，例如創(chuàng)造了更多的創(chuàng)業(yè)就業(yè)機(jī)會(huì)，也給人們的社會(huì)生活帶來(lái)巨大的革新，如使人們的出行更加方便。然而，在SC系統(tǒng)中往往也存在著嚴(yán)重的隱私問(wèn)題。特別是，位置隱私越來(lái)越被研究人員和業(yè)界學(xué)者所關(guān)注。本文提出了在SC系統(tǒng)中基于不同的距離計(jì)算的位置隱私保護(hù)協(xié)議，它們

2、分別是EMB-L3P，MMB-L3P，CDB-L3P以及MDB-L3P。這四種協(xié)議對(duì)應(yīng)所用的距離分別是歐氏距離(EM)、曼哈頓距離(MD)、切比雪夫距離(CD)和明氏距離(MD)。同態(tài)加密(HE)是所有協(xié)議主要所用的加密方法，而前綴家族也應(yīng)用于MMB-L3P和CDB-L3P，用來(lái)進(jìn)行密文大小比較。此外，為了削弱加密方法所帶來(lái)的效率開(kāi)銷(xiāo)，本文所提出的協(xié)議都構(gòu)造了數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)形式KD樹(shù)，為加密的工作者位置進(jìn)行索引。最后，本文對(duì)所提出的協(xié)議進(jìn)行

3、了相關(guān)的安全分析，證明了協(xié)議可以阻止外部強(qiáng)攻擊者以及有特權(quán)的內(nèi)部人員得到位置隱私。之后的性能評(píng)估針對(duì)每個(gè)協(xié)議的計(jì)算開(kāi)銷(xiāo)和通信開(kāi)銷(xiāo)等方面進(jìn)行分析比較，得出如下結(jié)論:1）文中所提出的協(xié)議具有可行性，又較基于差分隱私的方法通過(guò)插入噪音——偽位置來(lái)達(dá)到位置隱私保護(hù)的目的，具有零分配失敗率的優(yōu)勢(shì)。2）四種協(xié)議除了具有不同的物理應(yīng)用環(huán)境，針對(duì)不同的原始數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，不同的基站下工作者數(shù)量以及不同的候選工作者數(shù)量，各有優(yōu)勢(shì)。EMB-L3P的兩種開(kāi)銷(xiāo)都不受

4、原始數(shù)據(jù)長(zhǎng)度的影響，主要受限于每個(gè)基站下的工作者數(shù)量影響。而MMB-L3P和CDB-L3P則是隨著原始數(shù)據(jù)的比特位而增長(zhǎng)。如果候選工作者的數(shù)量小于每個(gè)基站中的數(shù)量，MMB-L3P和CDB-L3P的計(jì)算開(kāi)銷(xiāo)可以有很大程度的降低，兩者比值越小，比EMB-L3P越有優(yōu)勢(shì)。
　　本文的創(chuàng)新點(diǎn)主要有:
　　不同于其他有關(guān)SC論文基于差分隱私方法的位置隱私保護(hù)協(xié)議，本文所提出的協(xié)議采用了HE和前綴家族的方法，對(duì)原始位置進(jìn)行處理后傳輸，整

5、個(gè)過(guò)程不進(jìn)行解密，以密文的形式進(jìn)行傳輸、存儲(chǔ)和計(jì)算，完全消除因加入虛假位置而帶來(lái)的失敗概率。同時(shí)，為了提高SC系統(tǒng)的效率，論文中的位置密文以KD樹(shù)的形式存儲(chǔ)，SC服務(wù)器在分配任務(wù)之前要先由CSP搜索KD樹(shù)查詢(xún)到合適的工作者群，然后再進(jìn)行距離計(jì)算尋求一組最合適的候選工作者;
　　本文提出了四種基于不同的距離計(jì)算的位置隱私保護(hù)協(xié)議，分別是EMB-L3P，MMB-L3P，CDB-L3P以及MDB-L3P。針對(duì)不同的業(yè)務(wù)的開(kāi)展環(huán)境，SC系