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第 3 卷第 1 期 网络与信息安全学报 Vol.3 No.1 2017 年 1 月 Chinese Journal of Network and Information Security January 2017 基于马尔可夫模型的同态加密位置隐私保护方案 周凯 1,2,3 ，彭长根 2,3 ，朱义杰 3,4 ，何建琼 1,2,3 （1. 贵州大学计算机科学与技术学院，贵州 贵阳 550025 ； 2. 贵州大学贵州省公共大数据重点实验室，贵州 贵阳 550025 ； 3. 贵州大学密码学与数据安全研究所，贵州 贵阳 550025 ； 4. 贵州省网络数据必威体育官网网址工程技术研究中心，贵州 贵阳 550025 ） 摘 要：针对基于位置服务的位置隐私与查询隐私保护问题，提出一种基于马尔可夫模型的同态加密位置隐 私保护方案。首先，随机置换匿名用户真实身份，结合用户的历史查询内容，构建马尔可夫状态转移矩阵； 其次，预查询用户的历史高频率内容及马尔可夫链下的预测内容，并且存储相应结果集；最后，对该方案双 预测系统的安全性进行了分析。该方案使服务器满足 k+1 个查询内容，并使恶意服务器或攻击者无法判定查 询用户的真实身份与查询内容之间的对应关系，实现了用户位置隐私与查询隐私的保护。同时，利用同态加 密密文的可计算性和必威体育官网网址性，实现了面向密文数据的统计分析和隐私数据的安全存储。 关键词：基于位置的服务；查询隐私；马尔可夫链；同态加密；匿名性 中图分类号：TP302 文献标识码：A doi: 10.11959/j.issn.2096-109x.2017.00137 Homomorphic encryption location privacy-preserving scheme based on Markov model ZHOU Kai1,2,3, PENG Chang-gen1,2,3, ZHU Yi-jie3,4, HE Jian-qiong1,2,3 (1. College of Computer Science and Technology, Guizhou University, Guiyang 550025, China; 2. Guizhou Provincial Key Laboratory of Public Big Data, GuiZhou University, Guiyang 550025, China; 3. Institute of Cryptography Data Security, Guizhou University, Guiyang 550025, China; 4. Guizhou Provincial Engineering and Technology Research Center of Cyber Data Security, Guiyang 550025, China) Abstract: Homomorphic encryption location privacy-preserving scheme based on Markov mode was proposed to solve the problem of location privacy and query privacy