多维数据发布的差分隐私保护系统的研究与实现

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1、密级：：保密期限應耆部ｆＡｆ硕士学位论文：Ｗ丨题目：多维数据发布的差分隐私保护系统的研究与实现２０１４１４０９３１学号：姓名：干晓男专业：计筧机技术导师：邱雪松学院：网络枝术研究院２０１７年３月１４曰中国？北京密级：保密期限：分大聲硕士学位论文難ｗ题目：多维数据发布的差分隐私保护系统的研究与实现学号：２０１４１４０９３１姓名：王晓男专业：计算机技术导师：邱雪松学院：网络技术研究院２０１７年３月１４日

2、独创性（或创新性）声明本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研宄工作及取得的研宄成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研宄成果，也不包含为获得北京邮电大学或一其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我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了谢意。一申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担切相关责任。本人签名：日期：．ｌＡｌ＼关于论文使用授权的说明Ｓ本人完全了解并同意北京邮电大学有关保留、使用学位论文的规

3、定：，Ｐ北京邮电大学拥有以下关于学位论文的无偿使用权，具体包括：学＃有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文，有权允许学位论文被查４借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，有权允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文，将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索。（保密的学位论文在解密后遵守此规定）本人签名：日期：ｌ／厶－导师签名：日期：７＾（７Ｉ多维数据发布的差分隐私保护系统的研究与实现摘要越来越多的诸如医疗信息、消费数据和行动轨迹等敏感信息，在被分享、传播和分析研宄的过

4、程中，泄露了个人隐私，进而对被泄露者的生活造成了重大影响和困扰。现有的研宄中，针对多维数据的隐私保护方法尚存在很多问题，主要体现在数据可用性差和隐私保护效果不佳等方面上，亟待解决。针对这个问题，本课题采用差分隐私的思想，对多维数据发布的隐私保护进行一了研究和实现。首先，提出了种普遍意义的多维数据的差分隐私保护方法－，将ｋｍｅａｎｓ聚类算法应用于首次分区过程，改进了它的距离划分方法，降低了近似误差；并引入信息增益和信息熵，改进了ｋｄ－Ｔｒｅｅ算法。实验表明，相对于其他方法，该方法平均查询耗时和平均查询误差

5、分别降低了１８．０％和１２．４％。其次，针对多维顺一序数据这特殊数据形式一，提出了个改进的多维顺序数据发布差分隐私保护模型，在正阳性、假阳性和误弃性等指标上得到了明显的改进，并依靠严格的数学逻辑推理和证明，保证改进的模型符合差分隐私的要求，达到了特定隐私预算的隐私保护水平。实验表明，针对计数查询任务，模型平均查询误差降低了２２．５％；针对频繁序列模式挖掘的任务，模型正阳性提高了１６．９％，假阳性和误弃性降低了６６．９％。最后一，在Ｓａｒｋ平台个极具现实使用价值ｐ，依靠大数据技术实现了的系统，系统可实现

6、对多维顺序数据发布的差分隐私保护，在处理计数查询和模式挖掘这两个主要的数据挖掘任务时，相对误差率维持在０．０１到０．０２之间，正阳性在９１．３％以上。－关键词：差分隐私拉普拉斯机制ｋ－ｍｅａｎｓ分区ｋｄＴｒｅｅ分区噪声前缀树一ａ致性约束Ｓｐｒｋ框架ＩＲＥＳＥＡＲＣＨＡＮＤＩＭＰＬＥＭＥＮＴＡＴＩＯＮＯＦＤＩＦＦＥＲＮＥＴＴＩＡＬＰＲＩＶＡＣＹＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮＳＹＳＴＥＭＦＯＲＭＵＬＴＩＤＩＭＥＮＴＳＩＯＮＡＬＤＡＴＡＰＵＢＬＩＳＨＩＮＧＡＢＳＴＲＡＣＴＴｈｅｒｅａｒｅｓｏｍ

7、ｅｓｅｎｓｉｔｉｖｅｄａｔａｓｅｔｓｓｕｃｈａｓｍｅｄｉｃａｌｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｃｏｎｓｕｍｅｒｄａｔａａｎｄｔｒａｅｃｔｏｒｄａｔａｃｏｎｔａｉｎｓａｌｏｔｏｆｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｒｉｖａｃ．Ｉｎｊｙｐｙｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｓｈａｒｉｎｇ，ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｓｅｄａｔａ，ｉｔｉｓｅａｓｔｏｃａｕｓｅｔｈｅｌｅａｋａｅｏｆｒｉｖａｔｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｎｍａｄｅｙｇｐ，ｓｉｎｉｆｉｃ

8、ａｎｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅａｎｄｔｒｏｕｂｌｅｔｏｐｅｏｌｅ．Ｔｈｅｒｅａｒｅｍａｎｒｏｂｌｅｍｓｉｎｇｐｙｐｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｐｒｉｖａｃｙｐｒｏ