一种基于位置相关性的个性化时空数据隐私保护方法与流程

1.本发明属于隐私保护领域，具体是一种基于位置相关性的个性化时空数据隐私保护方法。


背景技术：

2.在数字化时代，隐私保护已经成为人们日益关注的问题。随着科学技术的发展，许多科研机构、企业、国家和个人希望从个人信息中找到可利用的信息，这使得个人信息被许多第三方获取。
3.当下针对位置的隐私保护方法主要为差分隐私、抑制法和假轨迹法。差分隐私保护在原始数据中添加随机噪声来干扰隐私数据从而达到隐私保护的目的，但由于其需要在查询结果中添加大量随机化噪声信息，有时会对不需要保护的数据也进行加噪处理导致数据可用性降低；抑制法采用特定的轨迹局部抑制对数据进行处理即把一条轨迹中的隐私部分全部删除，此方法虽然简单但会造成大量信息损失；假轨迹法通过旋转真实轨迹得到候选假轨迹，然后根据隐私保护要求阈值对假轨迹进行筛选并将其添加到真实轨迹中以达到保护隐私的目的，但这方法的弊端是没有考虑到轨迹数据整体的合理性。
4.因此，如何在可用性高且考虑了数据整体合理性的前提下，设计一种针对位置的隐私保护方法是隐私保护领域内技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的弊端，本发明提供了一种基于位置相关性的个性化时空数据隐私保护方法。
6.本发明是通过以下技术方案解决的：一种基于位置相关性的个性化时空数据隐私保护方法，包括以下步骤：s1、获取敏感数据集合；s2、敏感数据判定；s3、脱敏位置生成；s4、时空数据集脱敏。
7.优选地，获取敏感数据集合具体为，接受用户上传的时空数据集合以及个性化的敏感位置集。
8.优选地，敏感数据判定具体为，通过用户定义的敏感数据集对时空数据集进行遍历，找出时空数据中所有包含用户定义的敏感位置的轨迹数据tr，得到一个敏感轨迹数据列表。
9.优选地，近似位置生成具体为，基于轨迹位置整体的关联性，根据当前位置信息的前一个位置坐标l1和后一个位置坐标l3，求出的中点（l1到l3最短直线i的中间点），垂直点（当前敏感位置坐标到直线i的垂足），然后根据中点、垂直点、当前敏感位置的坐标点求出距离三点最近的外心，作为敏感位置的近似位置。
10.优选地，时空数据集脱敏具体为，用近似位置替换原隐私位置，生成脱敏好的隐私轨迹集，再用脱敏后的隐私轨迹替换时空数据集中的原有轨迹，最终生成一个脱敏的个人时空数据集。
11.综上所述，本发明通过位置脱敏算法对位置信息进行合理的脱敏，生成合理的位置列表对真实隐私信息进行保护，同时保证了数据的可用性；同时通过个性化隐私保护模型对用户个性化设置的位置加以保护，减少了不必要的加噪，提高了数据的可用性。
附图说明
12.图1为本发明的技术架构图。
13.图2为本发明实施例的时空数据示例图。
14.图3为本发明实施例的用户敏感数据示例图。
15.图4为本发明实施例的轨迹部位示意图。
具体实施方式
16.下面将结合本发明中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。本发明提供一种基于位置相关性的个性化时空数据隐私保护方法，该方法包括以下步骤：s1、获取敏感数据集合；s2、敏感数据判定；s3、敏感位置生成；s4、时空数据集脱敏。
17.在本实施例中，s1中，获取敏感数据集合具体方法包括以下步骤：首先，接收用户上传的时空数据和敏感位置集。如图2所示，时空数据是同时具有时间和空间维度的数据，用时空数据集合表示。位置是地图上的空间坐标点（如家、超市、药店、公司等地理位置坐标），表示为l=(x,y)，其中x为经度，y为纬度，用l代表位置，用l表示位置集合。签到数据是带有时间戳的位置信息，用cd=(，)表示，用来表示签到数据集合。一条轨迹是由m个签到数据组成的序列，可以将轨迹表示为tr=（，）
→
（，）
→
（，），轨迹集合表示为。
18.时空数据隐私，是指用户不愿泄露的时空数据。位置隐私指用户不愿泄露的敏感空间位置l，如图3中是医院，用户不想泄露在任何时间前往此位置的信息，将其定义为位置隐私，其集合表示为。
19.在本实施例中，s2中，敏感数据判定的具体方法包括如下步骤：首先通过用户定义的敏感数据集对时空数据集进行遍历，若在时空数据中一条轨迹数据tr中包含用户定义的敏感位置，则将该条轨迹添加到敏感数据列表s中。最后，返回一个敏感数据列表s，生成s={tr1，tr2，tr3，tr5}，以便进行敏感数据脱敏。
20.在本实施例中，s3中，脱敏位置生成的具体方法包括如下步骤：遍历敏感数据列表s，对其中的每一条轨迹中包含的隐私信息进行脱敏。如图4所示，先根据隐私位置所在轨迹部位将隐私位置分为三部分：首部、中部、尾部。当隐私位置l2
位于轨迹中部时，从当前轨迹中选取出前一个位置信息l1和后一个位置信息l3，求出l1到l3最短直线l的中点和l2位置垂直于直线l的垂直点。中点计算公式为：求垂直点的坐标，首先需要求出直线l的一般方程：其中，a=，b=，c=。
21.垂点计算表达式如下：其中，（，）为隐私位置坐标。根据隐私位置坐标（，）、中点（，）和垂直点（，）三点，计算脱敏位置坐标（，）。
22.其中，a1=2*(x2-x1)；b1=2*(y2-y1)；c1=
‑‑
；a2=2*(x3-x2)；b2=2*(y3-y2)；c2=
‑‑
。
23.当隐私位置位于轨迹首部或尾部时，以隐私位置充当缺少的前一个位置或者后一个位置，此时三点中的垂直点与隐私坐标点重叠，脱敏力度较小，且轨迹坐标点首部和尾部代表个人的出发点和最终目的地，往往更需要隐私保护，所以要在计算出来的脱敏坐标上，对（）随机添加或减少30米至50米，作为噪声。
24.本实施例中，s4中，时空数据集脱敏的具体方法包括如下步骤：在遍历隐私轨迹集的过程中，识别到隐私位置时，根据脱敏位置生成算法生成的与原来隐私坐标相对应的隐私位置，用脱敏位置替换原隐私位置，进行实时的更新，使更新的结果可能会影响下一个脱敏数据的生成，以此达到位置间的关联。生成脱敏的隐私轨迹后，用脱敏好的隐私轨迹替换掉时空数据集中的原有轨迹，最终生成一个脱敏后的个人时空数据集。
25.以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不能用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做出的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。


技术特征：
1.一种基于位置相关性的个性化时空数据隐私保护方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、获取敏感数据集合；s2、敏感数据判定；s3、脱敏位置生成；s4、时空数据集脱敏。2.根据权利要1所述的一种基于位置相关性的个性化时空数据隐私保护方法，其特征在于，所述s1中：获取敏感数据集合具体为，接收用户上传的时空数据集合以及个性化的敏感位置集。3.根据权利要求2所述的一种基于位置相关性的个性化时空数据隐私保护方法，其特征在于，时空数据集合具体为同时具有时间和空间维度的数据。4.根据权利要求2所述的一种基于位置相关性的个性化时空数据隐私保护方法，其特征在于，个性化的敏感位置集具体为用户不愿泄露的敏感空间位置。5.根据权利要求1所述的一种基于位置相关性的个性化时空数据隐私保护方法，其特征在于，所述s2中，敏感数据判定具体为，通过用户定义的敏感数据集对时空数据集进行遍历，找出时空数据中所有包含用户定义的敏感位置的轨迹数据tr，得到一个敏感轨迹数据列表。6.根据权利要求1所述的一种基于位置相关性的个性化时空数据隐私保护方法，其特征在于，所述s3中，脱敏位置生成具体为，基于轨迹位置整体的关联性，根据当前位置信息的前一个位置坐标l1和后一个位置坐标l3，通过求出的中点、垂直点，根据当前敏感位置的坐标点、中点、垂直点求出外心。7.根据权利要求1所述的一种基于位置相关性的个性化时空数据隐私保护方法，其特征在于，所述s4中，时空数据集脱敏具体为，遍历隐私轨迹集，用近似位置替换原隐私位置，生成脱敏好的隐私轨迹集，再用脱敏好的隐私轨迹替换掉时空数据集中的原有轨迹，最终生成一个脱敏的个人时空数据集。

技术总结
本发明公开了一种基于位置相关性的个性化时空数据隐私保护方法，涉及隐私保护领域。该方法包括如下步骤：获取敏感数据集合；敏感数据判定；脱敏位置生成；时空数据传输。本发明通过位置脱敏算法对位置信息进行合理的脱敏，生成合理的位置列表对真实隐私信息进行保护，同时通过个性化隐私保护模型对用户个性化设置的位置加以保护，减少了不必要的加噪，提高了数据的可用性。了数据的可用性。了数据的可用性。


技术研发人员：何兴国 周涛 张越
受保护的技术使用者：广州图灵科技有限公司
技术研发日：2022.10.13
技术公布日：2022/12/30