基于P2P的位置隐私保护方案的设计与实现

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随着定位技术和移动网络的快速发展,如今用户已经可以随时随地的享受基于位置的服务(Location-Based Service,LBS)。由于用户在使用LBS服务时需要提供准确的位置,所以恶意攻击者可以通过非法手段获取用户位置信息,从而侵犯用户个人隐私。当前位置隐私保护已有许多相关的研究成果,其中使用最多的是对用户具体位置进行区域模糊化的方法,从而保证用户隐私不被泄露,但由此带来的后果是位置服务质量的下降,并且无法适用于需要提供精确位置的场景。本文对当前存在的位置隐私保护体系结构和相关保护技术做了深入研究,分析了各体系结构的优缺点和现存技术的不足,提出了一套基于P2P体系结构的位置隐私保护方案。该方案是通过对查询请求进行加密,寻找并发送该请求到协助节点,最后协助节点与用户都发送该请求到服务器,服务器收到多个冗余请求并进行相应处理。P2P加密冗余查询方案结合密码学相关原理,适用于需要提供精确位置进行LBS服务的场景,除了能够提供精确位置信息保证用户获取到更为精确的查询结果之外,还能保证请求服务用户的不可追溯性和不可关联性这两方面隐私要求,保障了用户的位置隐私安全。该方案相比位置区域匿名保护的优势在于能提供更高的服务质量,并且不需要依赖于可信任的第三方中间件提供匿名服务;而对于已有的P2P加密保护方法则拥有更高的效率,更低的计算和通讯消耗,同时还有更高的安全性。为了验证本文所提方案的可行性和有效性,文中设计并实现了P2P加密冗余查询的原型系统,并对其进行部署和进行包括匿名成功率、网络资源占用情况和对抗恶意攻击在内的一系列测试。实验结果表明,本文所设计方案能够达到预期目标,并且计算通讯代价在可接受范围内,具备有一定的可行性。
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