申请/专利权人：武汉大学

申请日：2023-08-04

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN117195249B

主分类号：G06F21/60

分类号：G06F21/60;G06F16/29

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2023.12.26#实质审查的生效;2023.12.08#公开

摘要：本发明属于信息安全保护领域，本发明公开了基于差分隐私的矢量地理数据脱密处理方法和设备。首先，针对不同区域所需保护程度不同的现实需求，结合地图信息测度理论提出了一种基于地理敏感信息量的空间划分聚合方法SC，对区域的敏感性进行划分，进而分配隐私预算，使得敏感性高的区域，分配的隐私预算较小，达到保护程度较高的目的。其次，为了在给定脱密精度范围和保证数据安全的前提下，能够保持数据脱密前后的空间关系，结合函数扰动的思想和截断拉普拉斯机制，设计了一种模型扰动方法FM‑TL，该方法可量化分析脱密模型的安全性和脱密数据的可用性。最后，通过区域数据重构，得到脱密后的矢量地理数据。

主权项：1.基于差分隐私的矢量地理数据脱密处理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，使用基于地理敏感信息量的空间划分聚合方法对矢量地理数据D进行区域敏感性划分；步骤2，给定脱密安全预算ε，使用线性权重法构建区域敏感信息量和ε的相关关系；步骤3，使用对脱密模型的扰动方法FM-TL对每个区域进行数据脱密，包括以下子步骤：步骤3.1，对于每个区域，构建原始脱密模型；步骤3.2，结合斯通-魏尔斯特拉斯定理和泰勒展开原理，对原始脱密模型进行多项式展开为多项式脱密模型；步骤3.3，计算多项式脱密模型的敏感度；步骤3.4，根据多项式脱密模型的敏感度和该区域分配的ε，对多项式的系数添加TrunLap噪音，得到满足差分隐私保护的脱密模型，进而对该区域数据进行脱密；步骤3.4的实现方式如下：首先，在截断区间为[rleft,rright]内，其中，rleft是范围下限；rright是范围上限；由概率的封闭性和差分隐私的概念可知，满足差分隐私的TrunLap机制如公式7所示： 其中，v是随机变量，Pn为归一化系数，取值分别为：Pn＝11-Pleft-Pright，μ和σ分别表示Laplace分布的位置参数和尺度参数且μ＝0，σ＝2Δfjxεj，Δfjx是指在区域Sj中x坐标的脱密模型多项式展开形式fj*x的函数敏感度上界，εj是该区域分配的脱密安全预算，由步骤3.3可知，然后，使用满足差分隐私的TrunLap机制对多项式脱密模型的系数添加噪音，如下所示： 其中，ωi*和φa*表示经过TrunLap机制加噪后的多项式系数；因此，由步骤3.1至3.4的分析可知，关于x坐标满足差分隐私的脱密模型fj**x如公式8所示；同理可得，关于y坐标满足差分隐私得脱密模型fj**y如公式9所示；最后，使用得到满足差分隐私的脱密模型fj**x与fj**y，对区域Sj的数据进行脱密，此外，对于区域{S1,S2,...,Ss}，均使用步骤3的FM-TL方法对每个区域的数据进行脱密： 步骤4，对脱密后的区域数据进行重构，得到脱密后的矢量地理数据。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 武汉大学 基于差分隐私的矢量地理数据脱密处理方法和系统

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