一种基于用户画像的可定制位置隐私保护方法及系统

技术特征：
1.一种基于用户画像的可定制位置隐私保护方法，其特征在于，其步骤如下：步骤一：构建使用户的位置与位置服务器物理隔离的去中心化通信网络；步骤二：通过停留点检测获得用户移动轨迹中的停留点位置，并利用去中心化通信网络向位置服务器查询位置的语义信息；步骤三：分别从用户基本属性和心理特性两方面进行用户画像获取用户特征，并通过用户特征量化用户隐私需求；步骤四：根据用户隐私需求，位置服务器对用户进行隐私强度推荐，本地端根据用户本地实时情景信息进行个性化动态调整。2.根据权利要求1所述的基于用户画像的可定制位置隐私保护方法，其特征在于，所述构建使用户的位置与位置服务器物理隔离的去中心化通信网络的方法为：s11、用户请求位置服务器对其服务时，以广播的形式向周边节点发送通讯协助请求，初始化去中心化通信网络；s12、用户唯一标识符u
id
，经纬度坐标<lon,lat>，时间t
u
，构成用户的位置数据loc
user
＝<u
id
,lon,lat,t
u
>，其中，lon表示经度，lat表示维度；s13、计算每条用户的位置数据对应的哈希值，以二叉树的形式，将位置数据对应的哈希值两两结合，再次计算哈希值，以此类推，得到根哈希，形成merkle哈希树，当用户的某个位置数据被非法篡改后位置服务器或用户本地设备可定位到被篡改的数据块，将其丢弃，防止传输过程中的数据篡改带来的影响；s14、使用公开秘钥算法对用户位置数据包加密，防止传输过程中的非法访问；s15、初始化去中心化通信网络，由于用户位置数据包经多个随机节点转发至位置服务器，所以可使用户的位置与位置服务器物理隔离。3.根据权利要求2所述的基于用户画像的可定制位置隐私保护方法，其特征在于，所述通过停留点检测获得用户移动轨迹中的停留点位置，并利用去中心化通信网络向位置服务器查询位置的语义信息的方法为：s21、将用户的经纬度坐标作为gps原始点p：<lon,lat>，在点p的停留时长t
p
，原始轨迹tra＝p1→
p2→…→
p
n
，距离阈值θ
d
，时间阈值θ
t
，其中，p
n
表示第n个原始点，n表示原始点的个数；s22、计算原始轨迹上任意两点间的距离是否小于距离阈值，若是，执行步骤s23；s23、计算原始轨迹上任意两点间的停留时间是否大于时间阈值，若是，将中心点坐标作为停留点；s24、在获取用户的停留点信息之后，用户通过初始化的去中心化通信网络，将停留点信息发送给位置服务器，位置服务器查询停留点的语义信息并返回给用户。4.根据权利要求3所述的基于用户画像的可定制位置隐私保护方法，其特征在于，从用户基本属性进行用户画像获得用户特征，并通过用户特征量化用户隐私需求的方法为：位置服务器查询用户停留点的语义信息c
i
＝{c1,c2,
…
,c
n
}，其中，c
n
表示用户在第n个位置时的语义信息；第一层分类器分别用支持向量机、决策树、逻辑回归、光梯度提升树和终端梯度提升树对语义信息c
i
进行初分类，输出结果pa1＝{pa
11
,pa
12
,pa
13
,pa
14
,pa
15
}，其中，表示支持向
量机分类结果，表示决策树分类结果，表示逻辑回归分类结果，表示光梯度提升树分类结果，表示终端梯度提升树分类结果；基于初分类结果，采用逻辑回归对pa1进行二次分类得到pa2；将用户的位置数据中的时间t
u
分为工作日d
work
和休息日d
holi
，一天分为24小时，即h
i
＝{h0,h1,
…
,h
23
}，h
i
表示一天24小时内的第i小时；将d
work
、d
holi
、h
i
和pa2作为第三层输入层，对用户属性进行分类。5.根据权利要求3或4所述的基于用户画像的可定制位置隐私保护方法，其特征在于，从用户心理特性进行用户画像获得用户特征，并通过用户特征量化用户隐私需求的方法为：时间t之前用户use到达地点l的频率记为：其中，α为衰减系数，表示用户use在t时刻在位置l停留的次数；用户use对同一地点两次访问的时间间隔为：其中，表示用户use上一次到达位置l的时间；用户use当前访问地点与历史访问地点的差异程度记为：其中，label(l)表示位置l拥有的语义信息集合，label(i)表示该位置的第i个语义信息，|i
use,label
|表示用户use过去停留在包含语义信息label的位置个数，ρ表示为避免某一位置所包含的语义信息个数过多而造成计算下降所设置的固定系数，表示用户use上一次停留在包含语义信息label的位置的时间；计算用户use的好奇心强度：6.根据权利要求5所述的基于用户画像的可定制位置隐私保护方法，其特征在于，所述根据用户隐私需求，位置服务器对用户进行隐私强度推荐，本地端根据用户本地实时情景信息进行个性化动态调整的方法为：对隐私敏感性划分p个等级，对于用户的每一画像特征pc
i
选择对应的特定权值其中位置服务器根据用户画像的某一特征pc
i
定义隐私保护强度为其中为防止为0数学计算问题，设置参数无限趋近于0；根据画像属性的保护强度权值构成向量其中，表示用户在i位置时根据其画像刻画出的属性的保护强度权重构成向量；由向量构建用户的个性化隐私保护强度矩阵：其中，表示用户在位置n时根据其画像刻画出的属性的保护强度权重构成向量，表示用
户在位置i时，特征j所决定是的隐私保护强度；利用双曲正切函数对用户的个性化隐私保护强度矩阵进行归一化，得到其中，|
·
|
f
为矩阵的f范数；计算位置服务器推荐隐私保护强度为：本地端根据本地场景信息对位置服务器推荐的隐私保护强度进行动态调整。7.一种如权利要求1-6任一项所述的基于用户画像的可定制位置隐私保护系统，其特征在于，包括去中心化通信网络模块、停留点检测模块、用户基本属性画像模块、用户好奇心强度画像模块、服务器推荐隐私保护强度模块和本地端动态调整模块；所述去中心化通信网络模块，用于使用户的位置与位置服务器物理隔离；所述停留点检测模块，用于获得用户移动轨迹中的停留点位置；所述用户基本属性画像模块，用于提取用户的基本属性；所述用户好奇心强度画像模块，用于提取用户个性化的好奇心强度；所述服务器推荐隐私保护强度模块，用于位置服务器根据用户画像结果为用户推荐隐私保护强度；所述本地端动态调整模块，用于本地设备根据本地实时情景信息对位置服务器推荐的隐私保护强度进行动态调整。

技术总结
本发明提出了一种基于用户画像的可定制位置隐私保护方法及系统，所述方法的步骤为：首先，构建去中心化通信网络，获得用户移动轨迹中的停留点位置，并利用去中心化通信网络向位置服务器查询位置的语义信息；其次，从用户基本属性和心理特性两方面进行用户画像，并通过用户特征量化用户隐私需求；最后，根据用户隐私需求，位置服务器对用户进行隐私强度推荐，本地端根据用户本地实时情景信息进行个性化动态调整。本发明可以实现对用户位置数据的定制化动态保护，解决了实际位置社交网络环境下，无法有效解决用户敏感位置信息的泄露问题，提升了用户的个性化体验。提升了用户的个性化体验。提升了用户的个性化体验。


技术研发人员：朱亮 蔡增玉 余丽萍 刘啸威 张建伟 冯媛 司亚婕
受保护的技术使用者：郑州轻工业大学
技术研发日：2022.05.05
技术公布日：2022/7/15