面向无可信实体架构的LBS隐私保护协议及其评价方案研究

Location-based service (LBS) not only provides convenience for us, but also brings a lot of privacy leaks. In recent years, researches on privacy preserving have got lots of achievements, but there are still some key issues which have not been resolved, they can be summarized as following three aspects: ①The characterization of spatial-time scene is not clear enough, lacking of model guidance; ②Strong privacy-preserving schemes are mostly inefficient and impractical; ③Evaluating with simple metrics and lacking of valid evaluation schemes. In view of the above problems, we put forward the research goals of "121", namely "one model, two protocols and one evaluation scheme", i.e., we are going to propose an LBS privacy-preserving model with comprehensive consideration of dimensional attributes in spatial-time scene, which provides model reference.for the research of privacy-preserving technology and evaluation scheme. Then, focusing on the untrustworthy entity architecture, an efficient PIR protocol and a practical PIR protocol for continuous query in road network are going to be proposed based on full homomorphic encryption. Finally, we are going to put forward a multi-dimensional and effective evaluation scheme to the PIR protocols. Three research issues "an abstract model → two specific protocols → a multi-dimensional evaluation scheme" are logically deepened to form a complete system of academic research, which provides theoretical reference for further technical researches.

基于位置的服务(LBS)为人们提供生活便利的同时，也带来诸多隐私泄漏问题。近年来，LBS中的隐私保护技术研究取得了一定成果，但仍有许多关键问题没有解决，可概括为3个方面：①隐私保护时空场景刻画不够清晰，缺乏模型研究；②安全性高的隐私保护协议工作效率低、难以实用；③评价指标考虑单一，评价方法不够完善。针对上述问题，课题组提出“121”的研究目标，即“1个模型，2个协议，1个评价方案”：①提出一个充分考虑时空场景中各属性关联的LBS隐私保护模型，为隐私保护技术和评价方案研究提供模型参考；②面向无可信实体架构，基于全同态加密分别提出一个安全高效的PIR协议和一个适用于路网连续查询的PIR协议；③设计一个多维、有效的隐私保护协议评价方案。3个研究问题“抽象模型→具体协议→多维评价”逻辑上逐次递进深入，构成一套系统完整的学术研究成果体系，为深化和完善LBS隐私保护技术研究提供理论参考。

基于位置的服务(LBS)为人们提供生活便利的同时，也带来诸多隐私泄漏问题。近年来，LBS中的隐私保护技术研究取得了一定成果，但仍有许多关键问题没有解决，可概括为3个方面：①隐私保护时空场景刻画不够清晰，缺乏隐私保护模型研究；②安全性高的隐私保护协议工作效率低、难以实用；③评价指标考虑单一，评价方法不够完善。针对上述问题，课题组实现了“121”的研究目标，即“1个模型，2个协议，1个评价方案”，具体包括：①我们利用超图结合马尔科夫过程探索了LBS时空场景中各属性之间的关联和派生关系，并以此为基础提出了一个LBS隐私保护模型，为隐私保护协议的设计和评价方案的研究提供了模型参考；②我们面向无可信实体架构，基于Paillier密码系统和Domingo-Ferrerp密码系统分别提出一个适用于路网连续查询的隐私保护协议，用来解决现有协议中存在的安全、效率和实用性缺陷；③我们利用信息熵理论和Petri网设计了一个多维、有效的隐私保护协议评价方案，包含评价指标和评价方法的建立，并对实际路网中LBS服务安全和质量之间的平衡进行了讨论。以上3个研究内容“抽象模型→具体协议→多维评价”在逻辑上逐次递进深入，在层次上构成一套系统完整的研究成果体系，为深化和完善隐私计算研究提供理论参考。