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专利号: 2021104494655
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-07-12
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于差分隐私的个性化位置语义发布方法,其特征在于:包括以下步骤:S1:数据预处理,对原始采集到的位置数据进行数据清洗和规约,得到待保护的位置敏感数据X={x1,...,xi,...,xn},共有n个位置,其中xi表示第i个位置,其中 分别表示第i个位置的经度、纬度和语义;

S2:根据语义隐私保护需求设置相应的语义隐私保护等级l;

S3:计算语义敏感度;步骤S3具体包括以下步骤:S31:根据欧式距离计算第i个位置xi最近的l‑1个语义,将本身所属的语义和这l‑1个语义作为一个语义集合Sem(sem1,sem2,...,semi,...,seml),其中表示第i个语义的经纬度范围;

S32:位置语义敏感度计算,计算步骤S31得到的l个语义的敏感度计算公式如下式,

其中,H(semi)表示语义semi被访问的总次数,L表示所有语义被访问的次数之和;

S4:噪声生成,根据拉普拉斯噪声的生成原理生成符合特定语义敏感度的拉普拉斯噪声;所述步骤S4具体包括以下步骤:S41:根据语义敏感度和位置语义范围求出高斯逆累计分布函数标准差σ1,σ2:其中,μ为0,σ1,σ2即为所求的高斯标准差参数;

S42:根据语义敏感度和位置语义范围求出逆累计指数分布函数生成指数分布所需要的参数λ1,λ2:S43:根据步骤S41所求得的高斯分布参数,生成高斯分布噪声Zlng,Zlat;

S44:根据步骤S42所求得的指数分布参数,生成指数分布噪声Wlng,Wlat;

S45:计算广义拉普拉斯变量 其中Ylng,Ylat即为产生的符合特定语义敏感度的经纬度噪声;

S5:噪声加入,向位置数据加入所求得的拉普拉斯噪声得到新的位置数据X′lng=Xlng+Ylng,X′lat=Xlat+Ylat;

S6:迭代处理,迭代处理每一个位置,重复步骤S2‑S5,直到所有位置数据处理完成;

S7:数据发布,对于每个处理之后的位置数据,都有新的经过扰动之后的位置数据与之对应,并且这些位置至少处于l个不同的语义中,从中选取一个位置语义作为用户的位置发布,发布的新位置为X'={x′1,x'2,...,x′i,...,x'n},其中x′i表示加噪声后的第i个位置分别表示加噪声后第i个位置的经度、纬度和语义。

2.一种基于差分隐私的个性化位置语义发布系统,其特征在于:包括数据预处理模块:用于对原始采集到的位置数据进行数据清洗和规约,得到待保护的位置数据X={x1,x2,...,xi,...,xn},其中xi表示第i个位置,分别表示第i个位置的经度、纬度和语义;

参数设置模块:用于设置语义位置隐私水平保护参数l;

语义敏感度计算模块:用于计算这l个语义的敏感度噪声生成模块:用于生成符合特定语义敏感度的拉普拉斯噪声;

噪声加入模块:用于向位置数据加入噪声生成模块中第五单元所求得的广义拉普拉斯噪声得到新的位置数据X′lng=Xlng+Ylng,X′lat=Xlat+Ylat;

迭代处理模块:用于迭代处理每一个位置,直到所有位置数据更新完成;

数据发布模块:对于每个处理之后的位置数据,都有新的经过扰动之后的位置数据与之对应,并且这些位置至少处于l个不同的语义中,从中选取一个位置语义作为用户的位置发布,发布的新位置为X'={x′1,x'2,...,x′i,...,x'n},其中x′i表示加噪声后的第i个位置, 分别表示加噪声后第i个位置的经度、纬度和语义;

所述语义敏感度计算模块包括以下子单元:

语义敏感度计算第一单元:根据欧式距离计算第i位置最近的l‑1个语义,将本身所属的语义和这l‑1个语义作为一个语义集合Sem=(sem1,sem2,...,semi,...,seml),其中表示第i个语义的经纬度范围;

语义敏感度计算第二单元:位置语义敏感度计算,计算这l个语义的敏感度如下式:其中,H(semi)表示语义semi被访问的总次数,L表示所有语义被访问的次数之和;

所述噪声生成模块包括以下子单元:

噪声生成第一单元,根据语义敏感度和位置语义范围求出高斯逆累计分布函数标准差σ1,σ2,其中,μ为0,σ1,σ2即为所求的参数;

噪声生成第二单元,根据语义敏感度和位置语义范围求出逆累计指数分布函数生成指数分布所需要的参数λ1,λ2;

噪声生成第三单元,根据步骤S41所求得的高斯分布参数,生成高斯分布噪声Zlng,Zlat;

噪声生成第四单元,根据步骤S42所求得的指数分布参数,生成指数分布噪声Wlng,Wlat;

噪声生成第五单元,计算广义拉普拉斯变量 Ylng,Ylat即为产生的符合特定语义敏感度的经纬度噪声。