面向社會網(wǎng)絡(luò)的隱私保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)研究

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1、萬方數(shù)據(jù)分類號UDC密級學(xué)位論文面向社會網(wǎng)絡(luò)的隱私保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)研究作者姓名：劉向宇指導(dǎo)教師：楊曉春教授東北大學(xué)計算機軟件與理論研究所申請學(xué)位級別：博士學(xué)科類別：工學(xué)學(xué)科專業(yè)名稱：計算機軟件與理論論文提交日期：2014年月日論文答辯日期：2014年月日學(xué)位授予日期：答辯委員會主席：虧艾評閱人：砂弋鐫守傯象汞Ik夕、學(xué)2014年月萬方數(shù)據(jù)ADissertationinComputerSoftwareandTheoryOnKeyTechniquesofProtectingPrivacyinSocialNetworksbyLIUXiangyuSupervi

2、sor：YANGXiaochunNortheastemUniversitySeptember2014萬方數(shù)據(jù)獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下完成的。論文中取得的研究成果除加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其它人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包括本人為獲得其它學(xué)位而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示誠摯的謝意。學(xué)位論文作者簽名：象t＼囪當(dāng)簽字日期：山IV．1．≥；學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者和指導(dǎo)教師完全了解東北大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定：即學(xué)校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門

3、或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。本人同意東北大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索、交流。作者和導(dǎo)師同意網(wǎng)上交流的時間為作者獲得學(xué)位后：半年口一年屯／一年半口兩年口學(xué)位論文作者簽名：吾，＼向考導(dǎo)師簽名：骺臻簽字日期：弘‘中．氣．≥；簽字日期：加lV，氣．澎萬方數(shù)據(jù)．II．萬方數(shù)據(jù)東北大學(xué)博士學(xué)位論文摘要面向社會網(wǎng)絡(luò)的隱私保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)研究摘要隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及社交網(wǎng)站的迅速發(fā)展，例如Facebook、Twitter、人人網(wǎng)等，通過社交網(wǎng)站進(jìn)行交友、聯(lián)系和互動的用戶群體數(shù)量迅速增加。為了挖掘社會網(wǎng)絡(luò)中的科研和商業(yè)價值

4、，越來越多的研究學(xué)者和開發(fā)人員將其科學(xué)研究和應(yīng)用開發(fā)的注意力集中到社會網(wǎng)絡(luò)這種虛擬世界當(dāng)中，社會網(wǎng)絡(luò)分析已經(jīng)成為社會學(xué)、地理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、信息學(xué)等諸多學(xué)科的研究熱點?；谏鐣W(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和分析潛在模式比傳統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)更加科學(xué)、效果更好，然而，社會網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中包含敏感隱私信息，因此在數(shù)據(jù)發(fā)布和共享過程中需要對社會網(wǎng)絡(luò)中的隱私信息進(jìn)行保護(hù)。在社會網(wǎng)絡(luò)中，隱私信息類型更加廣泛，隱私泄露方式呈現(xiàn)多樣性，使得防止社會網(wǎng)絡(luò)中的隱私泄露具有很大挑戰(zhàn)。保護(hù)社會網(wǎng)絡(luò)隱私是數(shù)據(jù)隱私保護(hù)領(lǐng)域亟待解決的熱點問題，需要針對不同的隱私信息類型和泄露方式來研究相應(yīng)的保護(hù)技術(shù)。

5、具體的，本文對多種社會網(wǎng)絡(luò)隱私保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入研究，包括保護(hù)結(jié)點身份、敏感關(guān)系、敏感屬性值等多種隱私信息，保持匿名圖的數(shù)據(jù)可用性，本文貢獻(xiàn)主要包括以下幾個方面：(1)在結(jié)點隱私保護(hù)方面，研究了攻擊者將加權(quán)社會網(wǎng)絡(luò)圖中的邊權(quán)重作為背景知識來發(fā)動結(jié)點識別攻擊、從而導(dǎo)致結(jié)點隱私泄露的問題。提出加權(quán)圖結(jié)點隱私保護(hù)模型來防止基于邊權(quán)重的結(jié)點識別攻擊，并設(shè)計了泛化匿名方法(記作GA)來實現(xiàn)加權(quán)圖結(jié)點隱私保護(hù)模型。實驗結(jié)果證明，提出的加權(quán)圖結(jié)點隱私保護(hù)模型可以有效地防范針對加權(quán)圖的結(jié)點識別攻擊，同時基于匿名圖進(jìn)行采樣可以無偏地恢復(fù)原圖結(jié)構(gòu)性質(zhì)。(2)在敏感

6、關(guān)系隱私保護(hù)方面，攻擊者可以采用鏈接推演技術(shù)來識別敏感關(guān)系，研究了如何阻止鏈接推演攻擊導(dǎo)致的敏感關(guān)系隱私泄露。定義了兩種鏈接推演攻擊，單步鏈接推演攻擊和級聯(lián)鏈接推演攻擊。為了阻止鏈接推演攻擊，提出了一種基于鏈接世系溯源的防推演機制來切斷敏感鏈接的推演路徑，并設(shè)計了防推演算法，在保護(hù)敏感關(guān)系的同時保持了圖數(shù)據(jù)可用性。實驗結(jié)果證明，敏感鏈接防推演機制可以有效地保護(hù)社會．1II．萬方數(shù)據(jù)東北大學(xué)博士學(xué)位論文摘要網(wǎng)絡(luò)中的敏感關(guān)系隱私，并保持了發(fā)布圖數(shù)據(jù)的高可用性。(3)在敏感屬性值隱私保護(hù)方面，考慮了復(fù)雜社會網(wǎng)絡(luò)中的每個結(jié)點包含與之相關(guān)的個人信息的情況，研

7、究如何防御社會網(wǎng)絡(luò)的個人信息隱私泄露。針對此問題，設(shè)計了舡混淆(k-obfuscation)模型來保護(hù)個人信息隱私，并提出一種安全結(jié)點．個人信息映射機制，記作舡映射(k-mapping)。同時，設(shè)計了優(yōu)化技術(shù)來提高缸映射的執(zhí)行效率和數(shù)據(jù)可用性。通過實驗證明，提出的舡映射方法在保護(hù)個人信息隱私的同時，降低了匿名過程所導(dǎo)致的個人信息損失、相近信息損失，使得匿名圖數(shù)據(jù)具有高查詢準(zhǔn)確度。(4)在保持圖數(shù)據(jù)可用性方面，研究了如何在圖匿名過程中保持結(jié)點間的可達(dá)性。提出了可達(dá)性保持圖匿名化算法(簡稱RPA算法)，RPA算法的基本思想是將結(jié)點進(jìn)行分組并采取貪心策略

8、進(jìn)行匿名，從而減少匿名過程中的可達(dá)性信息損失。為了提高RPA算法的執(zhí)行效率，首先提出采用可達(dá)區(qū)間來高效地評估邊添加操作所導(dǎo)