lbs中位置隱私保護(hù)研究

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1、LBS中位置隱私保護(hù)研究　　摘要：基于位置的服務(wù)（Location-BasedService，LBS）作為一種新的服務(wù)方式在為用戶提供便利的同時(shí)，也存在位置隱私風(fēng)險(xiǎn)。首先對(duì)近幾年國(guó)內(nèi)外在保護(hù)LBS中位置隱私方面取得的主要成果進(jìn)行回顧，然后對(duì)目前主要的保護(hù)隱私機(jī)制，即策略方法、偽碼法、區(qū)域混淆法和假位置干擾法進(jìn)行分析，最后指出這些方法的局限性以及未來(lái)LBS中位置隱私保護(hù)的發(fā)展方向。　　關(guān)鍵詞：基于位置的服務(wù)；位置隱私；偽碼；混淆法；假位置　　DOIDOI：10.11907/rjdk.162411　　中圖分類號(hào)：TP309.7　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-7800（2

2、016）012-0147-03　　0引言　　近年來(lái)，隨著無(wú)線通信技術(shù)和移動(dòng)定位技術(shù)的快速發(fā)展，形成了一種新的基于位置信息的服務(wù)（Location-Based7Service，簡(jiǎn)稱LBS）[1]。在LBS中，用戶可通過(guò)向服務(wù)器提供自己的地理位置來(lái)查詢感興趣的信息，例如查詢離自己最近的書(shū)店、咖啡店等。然而，LBS在給用戶提供生活便利性的同時(shí)也引入了隱私泄露風(fēng)險(xiǎn)。因?yàn)槲恢眯畔⒈旧砜赡芫褪敲舾袛?shù)據(jù)，通過(guò)這些數(shù)據(jù)可揭示用戶的個(gè)人隱私信息。例如用戶身處某醫(yī)院，且向服務(wù)器發(fā)送了基于位置服務(wù)的請(qǐng)求，一旦位置信息暴露，不法分子可根據(jù)這一信息推測(cè)出用戶可能患了疾病。而且由于LBS中位置信息的

3、物理特性，使得人們很難通過(guò)傳統(tǒng)的隱私保護(hù)技術(shù)，如加密技術(shù)、數(shù)字簽名、數(shù)字水印等進(jìn)行保護(hù)[2]。隨著人們對(duì)隱私保護(hù)的日益重視，LBS中的位置隱私保護(hù)問(wèn)題亟待解決?！　?國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀　　目前，國(guó)內(nèi)外針對(duì)LBS位置隱私保護(hù)問(wèn)題提出了多種解決方案。從用戶角度來(lái)劃分，位置隱私保護(hù)技術(shù)可以分為以用戶為中心和非用戶為中心兩類。其中，以用戶為中心的模式中采用的是用戶、LBS服務(wù)器的兩層結(jié)構(gòu)，如圖1所示。由于用戶是位置信息的擁有者，對(duì)于位置信息有絕對(duì)控制權(quán)，用戶會(huì)提出自己的要求并參與到整個(gè)位置隱私保護(hù)過(guò)程中。在該模式中，主要采用的是策略保護(hù)機(jī)制，如靜態(tài)策略和動(dòng)態(tài)策略[3，4]。一方面，用

4、戶會(huì)闡述自己對(duì)位置隱私保護(hù)的要求；另一方面，LBS服務(wù)器會(huì)對(duì)其所需位置信息的采集、使用、保存等作出承諾，即發(fā)布服務(wù)隱私策略[5]。若LBS服務(wù)器能保證用戶的要求，LBS服務(wù)器將獲得用戶位置信息的采集和使用權(quán)限?！　≡趯?shí)際應(yīng)用中，用戶通常只關(guān)心LBS服務(wù)是否提供了足夠的位置隱私保護(hù)，并不關(guān)心位置隱私保護(hù)具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，即用戶只需要提供位置信息而不需要參與到LBS位置隱私保護(hù)中[2]?；诖?，形成了一種以非用戶為中心的隱私保護(hù)模式[6-11]。該模式采用用戶、隱私保護(hù)中間件、LBS服務(wù)器三層結(jié)構(gòu)，如圖2所示。用戶提供準(zhǔn)確的位置信息給隱私保護(hù)中間件，由它對(duì)位置信息進(jìn)行處理，再將處

5、理過(guò)的信息發(fā)送給LBS服務(wù)器進(jìn)行查詢。位置信息處理遵循的原則為在滿足LBS數(shù)據(jù)要求的前提下，盡量提高對(duì)用戶位置隱私的保護(hù)程度。7　　2位置隱私保護(hù)技術(shù)　　如前所述，在非用戶為中心的模式中保護(hù)位置隱私的關(guān)鍵在于采用何種技術(shù)來(lái)處理隱私保護(hù)中間件位置信息。總體來(lái)說(shuō)，處理技術(shù)分為3種：偽碼法、區(qū)域混淆法和假位置干擾法?！　?.1偽碼法　　偽碼也稱為假名。在該方法中，由于LBS服務(wù)只關(guān)心是否有用戶向其發(fā)送請(qǐng)求，而不關(guān)心是哪個(gè)用戶發(fā)送的請(qǐng)求，所以在請(qǐng)求中可以用偽碼或假名來(lái)代替用戶的真實(shí)身份。但是單個(gè)偽碼并不足以保護(hù)用戶的位置隱私，因?yàn)樵谝恍┨囟ǖ奈恢茫环ǚ肿右部梢詫蝹€(gè)偽碼與用戶的

6、真實(shí)身份關(guān)聯(lián)起來(lái)。例如，某個(gè)用戶早晨經(jīng)常會(huì)在同一位置請(qǐng)求LBS服務(wù)，不法分子由此可能推測(cè)出該位置為用戶住址，很容易將業(yè)主與服務(wù)中的偽碼關(guān)聯(lián)起來(lái)，從而揭露用戶的真實(shí)身份。于是，在單個(gè)偽碼的基礎(chǔ)上提出了頻繁更改偽碼的方法，即在某一位置或時(shí)間更改用戶的偽碼以切斷偽碼之間的關(guān)聯(lián)性，從而達(dá)到保護(hù)用戶位置隱私的目的。例如Mixzones方法[6]中，偽碼更換發(fā)生在混合區(qū)域（如十字路口）。雖然這些方法提供了用戶的準(zhǔn)確位置，保證了服務(wù)質(zhì)量，但是Mixzones方法保護(hù)位置隱私的程度與混合區(qū)域內(nèi)的用戶數(shù)量密切相關(guān)。如果混合區(qū)內(nèi)用戶少，那么即使更換偽碼，不法分子將更改前后的偽碼關(guān)聯(lián)起來(lái)的概率

7、較大，這會(huì)大大降低隱私保護(hù)程度。　　2.2區(qū)域混淆法　　區(qū)域混淆法中具有代表性的主要有k-匿名[7]和位置偏移方法[10]。7　　k-匿名法利用用戶附近包含k-1個(gè)鄰居的位置區(qū)域來(lái)代替用戶的準(zhǔn)確位置，將用戶與其k-1個(gè)鄰居混淆在一起，從而達(dá)到保護(hù)用戶位置隱私的目的。假設(shè)當(dāng)k=5時(shí)，用戶A發(fā)送給服務(wù)器的是位置區(qū)域，用（[x1，x2]，[y1，y2]）表示，其中包含B、C、D、E四個(gè)鄰居，如圖3所示。顯然這種方法k值越高，隱私保護(hù)程度越高，但相應(yīng)地會(huì)大大降低服務(wù)質(zhì)量，而且服務(wù)器在該位置區(qū)域進(jìn)行查詢處理也會(huì)增加開(kāi)銷和反應(yīng)時(shí)間。而且，