一種Wifi指紋定位的隱私保護方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種Wifi指紋定位的隱私保護方法及裝置，包括以下步驟：服務器抽取所有Wifi指紋及指紋元數據；客戶端采集周圍環境中的Wifi信號強度值，并根據不對稱加密算法生成一對公鑰和私鑰，利用公鑰分別對采集到的Wifi信號強度值進行加密，向服務器發送定位請求；服務器計算所有Wifi指紋與每個加密的Wifi信號強度值之間的指紋距離，將多組加密指紋距離數據發送給客戶端；客戶端利用私鑰對多組加密指紋距離數據進行解密，根據與每個解密指紋距離數據對應的Wifi指紋和接收到的指紋元數據，確定客戶端當前所在位置。本發明解決了WiFi指紋定位技術中存在的隱私問題，能夠保障用戶的位置隱私以及服務提供商的數據隱私。
【專利說明】一種Wifi指紋定位的隱私保護方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及室內定位和隱私保護技術，特別涉及一種Wifi指紋定位的隱私保護方法及裝置。
【背景技術】
[0002]隨著無線網絡、移動通信和普及計算技術應用的不斷擴大和深入，基于位置的服務(LBS, Location-based Services)顯得越來越重要。定位技術作為位置感知計算和基于位置的服務的基礎，引起了全世界研究人員的廣泛關注。在室內環境中，手機等終端設備無法接收GPS信號，因此室內定位技術成為了研究的熱點。WiFi指紋定位技術是最常用的室內定位技術之一，引起了學術界和工業界的廣泛關注。Google、Apple、Navizon、Skyhook、百度等公司相繼推出了自己的WiFi指紋室內定位應用。與其它定位技術相比，WiFi指紋定位技術可以提供非常“廉價”與無所不在的定位服務。它僅利用室內已經普遍存在的WiFi接入點(AP，Access Point)，而不需要其它額外的硬件。
[0003]WIFI指紋定位分為離線訓練和在線定位兩個階段。離線訓練階段，室內定位服務提供商首先在室內選取m個參考點，坐標分別為{(-$)}=;然后在每個(Xi，Yi)處采集周圍AP的WiFi指紋，即環境中各個AP的信號強度值Vi=Ivi vi；2,..., vi； j,...，Vi，J，其中Vi」是第i個參考點出檢測到的第j個AP的信號強度值；最后將<i，(Xi,記錄到指紋數據庫D中。在線定位階段，當用戶需要知道自己位置時，首先通過手機等設備采集周圍AP的信號強度值V' ={v/，v2' ,...V/ ,...,V/ }，然后將V'發送給服務提供商。服務提供商在數據庫D中找出與V'歐式距離最近的k個最近的WiFi指紋，并用這k個WiFi指紋對應的坐標估計用戶的位置。
[0004]雖然WiFi指紋定位被認為是一種實用的室內定位算法，但是WiFi指紋定位存在潛在的隱私問題，會泄露用戶的位置隱私和服務提供商的數據隱私。一方面，用戶使用定位服務，服務提供商很容易獲取用戶的位置信息。用戶訪問過得位置信息是非常敏感的數據，如果這些數據發生泄露，將會暴露用戶的行為習慣、宗教信仰甚至政治立場。另一方面，由于WiFi指紋庫的訓練過程非常耗時耗力，而且WiFi指紋庫的優劣直接影響定位的精度，因此服務提供商不愿意泄露自己的WiFi指紋庫。如果惡意用戶獲取到WiFi指紋庫，它可以建立自己的定位系統，或者將指紋庫賣給服務提供商的競爭對手，致使服務提供商遭受到不公平的競爭。

【發明內容】

[0005]本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠在利用Wifi指紋進行定位時保護用戶位置隱私及服務提供商數據隱私的Wifi指紋定位的隱私保護方法及裝置。
[0006]本發明解決上述技術問題的技術方案如下:一種Wifi指紋定位的隱私保護方法，包括以下步驟:
[0007]步驟1:服務器從Wifi指紋庫中抽取所有Wifi指紋及每個Wifi指紋對應的指紋元數據，將指紋元數據發送給客戶端，所述指紋元數據包括Wifi指紋的位置信息和信號信息；
[0008]步驟2:客戶端采集周圍環境中的Wifi信號強度值，并根據不對稱加密算法生成一對公鑰和私鑰，利用公鑰分別對采集到的Wifi信號強度值進行加密，生成密文，向服務器發送定位請求，所述定位請求中包含有公鑰和密文；
[0009]步驟3:服務器計算Wifi指紋庫中所有Wifi指紋與密文中采集到的每個加密的Wifi信號強度值之間的指紋距離，得到多組加密指紋距離數據，將多組加密指紋距離數據發送給客戶端；
[0010]步驟4:客戶端利用私鑰對多組加密指紋距離數據進行解密，得到預定數量個最小的解密指紋距離數據，根據與每個解密指紋距離數據對應的Wifi指紋和接收到的指紋元數據，確定客戶端當前所在位置。
[0011]本發明的有益效果是:解決了 WiFi指紋定位技術中存在的隱私問題，能夠保障用戶的位置隱私以及服務提供商的數據隱私。
[0012]在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。
[0013]所述不對稱算法具體為Paillier Cryptosystem的密鑰生成算法。
[0014]采用上述進一步方案的有益效果是利用了 paillier的一個加法同態性，保護了用戶的位置隱私。
[0015]進一步，所述步驟3中指紋距離的計算方法為:
[0016]
【權利要求】
1.一種Wifi指紋定位的隱私保護方法，其特征在于，包括以下步驟:步驟1:服務器從Wifi指紋庫中抽取所有Wifi指紋及每個Wifi指紋對應的指紋元數據，將指紋元數據發送給客戶端，所述指紋元數據包括Wifi指紋的位置信息和信號信息；步驟2:客戶端采集周圍環境中的Wifi信號強度值，并根據不對稱加密算法生成一對公鑰和私鑰，利用公鑰分別對采集到的Wifi信號強度值進行加密，生成密文，向服務器發送定位請求,所述定位請求中包含有公鑰和密文； 步驟3:服務器計算Wifi指紋庫中所有Wifi指紋與密文中采集到的每個加密的Wifi信號強度值之間的指紋距離，得到多組加密指紋距離數據，將多組加密指紋距離數據發送給客戶端； 步驟4:客戶端利用私鑰對多組加密指紋距離數據進行解密，得到預定數量個最小的解密指紋距離數據，根據與每個解密指紋距離數據對應的Wifi指紋和接收到的指紋元數據，確定客戶端當前所在位置。
2.根據權利要求1所述的Wifi指紋定位的隱私保護方法，其特征在于:所述不對稱算法具體為Paillier Cryptosystem的密鑰生成算法。
3.根據權利要求1所述的Wifi指紋定位的隱私保護方法，其特征在于:所述步驟3中指紋距離的計算方法為:
4.根據權利要求1所述的Wifi指紋定位的隱私保護方法，其特征在于:所述步驟3和步驟4之間還包括， 步驟3.1:將室內布局劃分為多個小矩形區域； 步驟3.2:根據客戶端某一時刻所處的矩形區域，及客戶端的運動速度，計算客戶端在下一時刻所處的位置范圍，所述位置范圍包含至少一個矩形區域； 步驟3.3:將位置范圍內不帶有障礙物的客戶端運動路徑作為解密路徑，將與解密路徑對應的加密指紋距離數據進行解密。
5.一種Wifi指紋定位的隱私保護裝置，其特征在于:包括服務器(I)和客戶端(2)； 所述服務器(1)，用于從Wifi指紋庫中抽取所有Wifi指紋及每個Wifi指紋對應的指紋元數據，將指紋元數據發送給客戶端(2)，所述指紋元數據包括Wifi指紋的位置信息和信號信息；計算Wifi指紋庫中所有Wifi指紋與密文中采集到的每個加密的Wifi信號強度值之間的指紋距離，得到多組加密指紋距離數據，將多組加密指紋距離數據發送給客戶端
6.根據權利要求5所述的Wifi指紋定位的隱私保護方法，其特征在于:所述不對稱算法具體為Paillier Cryptosystem的密鑰生成算法。
7.根據權利要求5所述的Wifi指紋定位的隱私保護裝置，其特征在于:服務器(I)對指紋距離的計算方法具體為:
8.根據權利要求5所述的Wifi指紋定位的隱私保護裝置，其特征在于:所述服務器(I)與客戶端(2)之間還包括劃分模塊(3)，計算模塊(4)和確定解密范圍模塊(5)； 所述劃分模塊(3)，用于將室內布局劃分為多個小矩形區域，將矩形區域的信息發送給計算模塊(4)； 所述計算模塊(4)，用于接收矩形區域的信息，根據客戶端某一時刻所處的矩形區域，及客戶端的運動速度，計算客戶端在下一時刻所處的位置范圍，所述位置范圍包含至少一個矩形區域，將位置范圍的信息發送給確定解密范圍模塊(5); 所述確定解密范圍模塊(5)，用于接收位置范圍的信息，將位置范圍內不帶有障礙物的客戶端運動路徑作為解密路徑，將與解密路徑對應的加密指紋距離數據進行解密。
【文檔編號】H04W12/02GK103442335SQ201310390562
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月30日 優先權日:2013年8月30日
【發明者】孫利民, 李紅, 蘆翔, 周新運, 曾軼 申請人:中國科學院信息工程研究所