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Geo-Graph-Indistinguishability: Location Privacy on Road Networks with Differential Privacy Geo-Graph-Indistinguishability: 차등 프라이버시를 사용하는 도로 네트워크의 위치 프라이버시

Shun TAKAGI, Yang CAO, Yasuhito ASANO, Masatoshi YOSHIKAWA

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요약 :

최근 위치기반서비스(LBS)의 확산으로 위치 프라이버시에 대한 우려가 높아지고 있다. 지난 수십 년 동안 위치 프라이버시를 보호하기 위한 많은 방법이 제안되었습니다. 특히 GeoI(Geo-Indistinguishability) 기반의 섭동 방식은 차등 프라이버시(Differential Privacy)에서 물려받은 강력한 프라이버시 보장으로 인해 실제 위치를 의사 위치로 무작위로 교란시키는 방식으로 주목받고 있습니다. 그러나 많은 LBS가 도로 네트워크(예: 차량 공유 서비스)를 기반으로 하지만 GeoI는 유클리드 평면을 기반으로 합니다. 이로 인해 불필요한 소음이 발생하여 도로 네트워크의 LBS에 대한 유틸리티와 개인 정보 사이의 균형이 불충분합니다. 이 문제를 해결하기 위해 우리는 더 나은 절충을 달성하기 위해 도로 네트워크의 위치에 대한 새로운 개인 정보 보호 개념인 GeoGI(Geo-Graph-Indistinguishability)를 제안합니다. GeoGI를 만족하는 GEM(Graph-Exponential Mechanism)을 제안한다. 또한 최적화 문제를 공식화하여 트레이드 오프 측면에서 최적의 GEM을 찾습니다. 그러나 최적의 솔루션을 찾기 위한 순진한 방법의 계산 복잡도는 엄청나므로 허용 가능한 시간 내에 근사 솔루션을 찾기 위한 그리디(greedy) 알고리즘을 제안합니다. 마지막으로, 우리의 실험은 우리가 제안한 메커니즘이 절충과 관련하여 최적의 GeoI 메커니즘을 포함한 GeoI 메커니즘보다 성능이 우수함을 보여줍니다.

발행
IEICE TRANSACTIONS on Information Vol.E106-D No.5 pp.877-894
발행일
2023/05/01
공개일
2023/01/16
온라인 ISSN
1745-1361
DOI
10.1587/transinf.2022DAP0011
원고의 종류
Special Section PAPER (Special Section on Data Engineering and Information Management)
범주

작성자

Shun TAKAGI
  Kyoto University
Yang CAO
  Kyoto University
Yasuhito ASANO
  Toyo University
Masatoshi YOSHIKAWA
  Kyoto University

키워드