面向社会网络的隐私保护关键技术研究

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文面向社会网络的隐私保护关键技术研究作者姓名：刘向宇指导教师：杨晓春教授东北大学计算机软件与理论研究所申请学位级别：博士学科类别：工学学科专业名称：计算机软件与理论论文提交日期：2014年月日论文答辩日期：2014年月日学位授予日期：答辩委员会主席：亏艾评阅人：砂弋镌守偬象汞Ik夕、学2014年月万方数据ADissertationinComputerSoftwareandTheoryOnKeyTechniquesofProtectingPrivacyinSocialNetworksbyLIUXiangyuSupervi

2、sor：YANGXiaochunNortheastemUniversitySeptember2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其它人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其它学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示诚挚的谢意。学位论文作者签名：象t＼囱当签字日期：山IV．1．≥；学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门

3、或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年屯／一年半口两年口学位论文作者签名：吾，＼向考导师签名：骺臻签字日期：弘‘中．气．≥；签字日期：加lV，气．澎万方数据．II．万方数据东北大学博士学位论文摘要面向社会网络的隐私保护关键技术研究摘要随着网络技术以及社交网站的迅速发展，例如Facebook、Twitter、人人网等，通过社交网站进行交友、联系和互动的用户群体数量迅速增加。为了挖掘社会网络中的科研和商业价值

4、，越来越多的研究学者和开发人员将其科学研究和应用开发的注意力集中到社会网络这种虚拟世界当中，社会网络分析已经成为社会学、地理学、经济学、信息学等诸多学科的研究热点。基于社会网络数据进行数据挖掘和分析潜在模式比传统关系数据更加科学、效果更好，然而，社会网络数据中包含敏感隐私信息，因此在数据发布和共享过程中需要对社会网络中的隐私信息进行保护。在社会网络中，隐私信息类型更加广泛，隐私泄露方式呈现多样性，使得防止社会网络中的隐私泄露具有很大挑战。保护社会网络隐私是数据隐私保护领域亟待解决的热点问题，需要针对不同的隐私信息类型和泄露方式来研究相应的保护技术。

5、具体的，本文对多种社会网络隐私保护关键技术进行了深入研究，包括保护结点身份、敏感关系、敏感属性值等多种隐私信息，保持匿名图的数据可用性，本文贡献主要包括以下几个方面：(1)在结点隐私保护方面，研究了攻击者将加权社会网络图中的边权重作为背景知识来发动结点识别攻击、从而导致结点隐私泄露的问题。提出加权图结点隐私保护模型来防止基于边权重的结点识别攻击，并设计了泛化匿名方法(记作GA)来实现加权图结点隐私保护模型。实验结果证明，提出的加权图结点隐私保护模型可以有效地防范针对加权图的结点识别攻击，同时基于匿名图进行采样可以无偏地恢复原图结构性质。(2)在敏感

6、关系隐私保护方面，攻击者可以采用链接推演技术来识别敏感关系，研究了如何阻止链接推演攻击导致的敏感关系隐私泄露。定义了两种链接推演攻击，单步链接推演攻击和级联链接推演攻击。为了阻止链接推演攻击，提出了一种基于链接世系溯源的防推演机制来切断敏感链接的推演路径，并设计了防推演算法，在保护敏感关系的同时保持了图数据可用性。实验结果证明，敏感链接防推演机制可以有效地保护社会．1II．万方数据东北大学博士学位论文摘要网络中的敏感关系隐私，并保持了发布图数据的高可用性。(3)在敏感属性值隐私保护方面，考虑了复杂社会网络中的每个结点包含与之相关的个人信息的情况，研

7、究如何防御社会网络的个人信息隐私泄露。针对此问题，设计了舡混淆(k-obfuscation)模型来保护个人信息隐私，并提出一种安全结点．个人信息映射机制，记作舡映射(k-mapping)。同时，设计了优化技术来提高缸映射的执行效率和数据可用性。通过实验证明，提出的舡映射方法在保护个人信息隐私的同时，降低了匿名过程所导致的个人信息损失、相近信息损失，使得匿名图数据具有高查询准确度。(4)在保持图数据可用性方面，研究了如何在图匿名过程中保持结点间的可达性。提出了可达性保持图匿名化算法(简称RPA算法)，RPA算法的基本思想是将结点进行分组并采取贪心策略

8、进行匿名，从而减少匿名过程中的可达性信息损失。为了提高RPA算法的执行效率，首先提出采用可达区间来高效地评估边添加操作所导