《位置大資料隐私管理》—— 導讀

　　大資料時代，移動通信和傳感裝置等位置感覺技術的發展将人和事物的地理位置資料化，與使用者位置相關的資料通過各種各樣的服務以多種形式産生。例如，使用者通過“簽到”等移動社交網絡服務（如foursquare、yelp、flicker等）以文本、圖檔形式主動釋出時空的行為。再如，通過使用者手機通話、短信等記錄，個人位置資料由基站自動隐式收集。無論自動釋出還是被動收集的位置資料均具有規模大、産生速度快、蘊含價值高等特點。瑞典市場研究公司berg insight釋出的最新報告預測，全球基于位置服務的市場規模到2020年将達到348億歐元。位置大資料中蘊含人類行為的特征，在疾病傳播、貧困消除、城市規劃等重大社會科學問題以及路線推薦、乘車出行等重要生活應用中發揮了關鍵作用。

　　然而，位置大資料在帶給人們巨大收益的同時，也帶來了個人資訊洩露的危害。這是因為位置大資料直接或間接包含了個人身份、行動目的、健康狀況、興趣愛好等多方面的敏感隐私資訊。位置大資料的不當使用會給使用者各方面的隐私帶來嚴重威脅。已有的一些案例說明了隐私洩露的危害，如：某知名移動應用由于不注意保護位置資料，導緻根據三角測量方法可以推斷出使用者的家庭住址等敏感位置，引發多起犯罪案件；某著名移動裝置廠商曾在未獲得使用者允許的情況下大量收集使用者的位置資料，攻擊者可以通過這些位置資料推測使用者的身體狀況等個人敏感資訊。我國在十一屆全國人大常委會第三十次會議上審議了《關于加強網絡資訊保護的決定草案》的議案，将個人資訊保護納入國家戰略資源的保護和規劃範疇，展現了國家對個人隐私保護問題的重視。随着個人隐私觀念的增強以及相關法律法規的健全，如何在大資料多源資料融合的環境下既不洩露使用者隐私又能提高位置大資料的使用率，如何保證在犧牲最小代價的前提下既滿足服務品質要求又保護個人隐私，成為位置大資料隐私保護的研究重點。

本書的内容群組織結構

　　本書系統地介紹了位置大資料、基于位置服務、位置隐私等相關概念，總結歸納了傳統位置隐私保護研究中經典的攻擊模型和隐私保護模型，并舉例說明了不同攻擊模型的經典保護方法。随後分别針對使用者靜态快照位置、動态位置、連續軌迹介紹了相應的隐私保護方法，以及面向隐私的查詢處理技術。

　　本書共分為6章，具體如下所示。

　　第1章介紹了位置大資料相關的基本概念、lbs中的個人隐私保護問題所面臨的主要挑戰，以及典型的隐私保護技術。

　　第2章對典型攻擊模型和相應的隐私保護模型進行了說明。

　　第3章針對使用者的快照位置，分别介紹感覺服務品質、無精确位置和無匿名區域的位置隐私保護方法。

　　第4章針對使用者的動态位置，介紹了3種位置隐私保護技術，不僅考慮了移動使用者的目前位置，同時顧及了使用者的運動模式或未來位置。

　　第5章針對使用者的曆史位置資料，分别介紹了基于圖劃分的軌迹隐私保護技術、區分位置敏感度的軌迹隐私保護技術和基于字首樹的軌迹隐私保護方法。

　　第6章介紹一類在完全不洩露使用者敏感查詢資訊的前提下，針對常見移動查詢類型的面向隐私的查詢處理技術。

緻謝

　　孟小峰教授上司的中國人民大學網絡與移動資料管理實驗室自2006年即開始關注隐私保護這一領域的研究，先後針對位置資料隐私、軌迹資料隐私和位置大資料隐私等問題展開研究，取得了一系列研究成果，先後培養了多位隐私保護方面的博士。本書即是作者在多年研究成果的基礎之上總結整理而成的。

　　首先感謝國家基金委和國家863計劃的一貫支援，在連續十年間的研究中得到如下項目的資助：

　　2016～2020年，國家自然基金重點項目“大規模關聯資料管理的關鍵技術研究”，編号：61532010。國家自然科學基金重大研究計劃“大資料驅動的管理與決策研究”重點項目“大資料開放與治理中的隐私保護關鍵技術研究”，編号：91646203。

　　2014～2017年，國家自然基金面上項目“面向移動使用者的web內建技術研究”，編号：61379050。

　　2014～2016年，國家自然基金青年項目“基于位置服務在受限網絡中的個人隐私保護技術研究”，編号：61303017。

　　2011～2013年，國家自然基金面上項目“web資訊可信性研究”，編号：61070055。

　　2009～2011年，國家863計劃重點項目“普适計算基礎軟硬體關鍵技術及系統”課題“隐私保護技術”，編号：2009aa011904。

　　2014～2016年，河北省自然科學基金面上項目和青年項目“基于位置服務中的隐私保護技術研究”，編号：f2014210068；“道路網絡中軌迹隐私保護技術研究”，編号：f2015207009；“基于大資料的移動商務隐私感覺推薦技術研究”，編号：f2015210106。

　　本書的形成凝聚了實驗室的集體智慧。特别感謝實驗室的博士生和碩士生們的工作，其中包括碩士生尹少宜、肖珍、謝敏、黃毅，以及博士生潘曉、霍峥、張嘯劍、王璐等。潘曉和霍峥博士直接參與本書的寫作，孟小峰教授負責審閱全書。

　　本書可作為普通高等院校計算機和資訊技術相關專業的大資料研究所學生課程的教材，也可供從事計算機相關專業的技術人員和學者作為參考書。

　　感謝機械工業出版社華章公司的編輯們，他們在全文的校對和編輯出版過程中付出了巨大的努力。因作者水準有限，書中錯誤在所難免，懇請批評指正。

　　前言

<a href="https://yq.aliyun.com/articles/90575">　　第1章 位置資訊與隐私保護</a>

<a href="https://yq.aliyun.com/articles/90575">　　　　1.1 位置大資料</a>

<a href="https://yq.aliyun.com/articles/90577">　　　　1.2 概念與定義</a>

<a href="https://yq.aliyun.com/articles/90580">　　　　1.3 lbs中的個人隐私與挑戰</a>

<a href="https://yq.aliyun.com/articles/90585">　　　　1.4 隐私洩露威脅</a>

<a href="https://yq.aliyun.com/articles/90596">　　　　1.5 典型的位置隐私保護技術</a>

<a href="https://yq.aliyun.com/articles/90602">　　第2章 典型攻擊模型和隐私保護模型</a>

<a href="https://yq.aliyun.com/articles/90602">　　　　2.1 位置連接配接攻擊</a>

<a href="https://yq.aliyun.com/articles/90608">　　　　2.2 位置同質性攻擊</a>

<a href="https://yq.aliyun.com/articles/90616">　　　　2.3 查詢同質性攻擊</a>

<a href="https://yq.aliyun.com/articles/90621">　　　　2.4 位置依賴攻擊</a>

<a href="https://yq.aliyun.com/articles/90636">　　　　2.5 連續查詢攻擊</a>

<a href="https://yq.aliyun.com/articles/90638">　　　　2.6 小結</a>

　　第3章 快照位置隐私保護方法

　　　　3.1 感覺服務品質的位置隐私保護方法

　　　　3.2 無精确位置的位置隐私保護方法

　　　　3.3 無匿名區域的位置隐私保護方法

　　　　3.4 小結

　　第4章 動态位置隐私保護

　　　　4.1 移動使用者位置隐私保護技術

　　　　4.2 連續查詢位置隐私保護技術

　　　　4.3 基于隐秘位置推理的隐私預警機制

　　　　4.4 小結

　　第5章 連續軌迹資料隐私保護

　　　　5.1 軌迹資料隐私

　　　　5.2 基于圖劃分的軌迹隐私保護技術

　　　　5.3 區分位置敏感度的軌迹隐私保護技術

　　　　5.4 基于字首樹的軌迹隐私保護方法

　　　　5.5 小結

　　第6章 面向隐私的查詢處理技術

　　　　6.1 面向隐私的近鄰查詢保護方法

　　　　6.2 面向隐私的雙色反向最近鄰查詢

　　　　6.3 隐私保護強度可調的有效空間查詢

　　　　6.4 小結