（管理科学与工程专业论文）基于情景感知的隐私有效利用机制研究.pdf

蠢 ，一 番 声明 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究工作及取得的研究 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究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料。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了谢意。 申请学位论 本人签名： 处，本人承担一切相关责任。 日期：勉z 芝：，i z 生! 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论 文注释：本学位 本人签名： 导师签名： 适用本授权书。 日期： 弛z 2 。2 ：至 日期：迦盘：i ：竺 ， 产 基于情景感知的隐私有效利用机制研究 摘要 情景感知是未来泛在网络发展中的一个非常重要的特征，基于情 景感知的移动业务也拥有着非常广阔的发展空间。情景感知服务在运 行过程中，在用户允许的前提下以用户非主动提供的方式，通过传感 器、手持终端、移动网络等感知设备进行信息采集。这也是情景感知 服务的精髓所在，即通过移动网络与数据库的联接与配合而形成一套 完整的系统，为情景感知使用者提供一系列先知先觉、不知不觉的服 务或服务信息。 本文通过引入技术接受模型，揭示了由于隐私泄露而产生的风险 感知对于情景感知业务的未来发展有着重大的影响；并且结合隐私保 护数据挖掘技术，具有一定创新性地对于情景感知的隐私泄露进行描 述并试图通过机制设计给出相应的解决方法。 1 ) 基于情景感知的技术接受模型及其实证研究。 本文在技术接受模型的基本结构之上，结合情景感知业务的特点， 添加了设备可用性、设备兼容性、用户自我能力、风险认知和经济成 本等影响因素，更为真实而具体地对用户之于情景感知服务的接受进 行了描述与分析；并且基于改进后的技术接受模型，进行了实证研究。 通过问卷的方式，以基于位置的服务( l b s ) 作为一个情景感知服务 的典型案例，对用户进行了调研并使用结构化方程对于模型中假设进 行了验证，对于理论进行了有效的支撑和完善。 2 ) 情景感知数据挖掘中隐私泄露限制方法 本文从数据挖掘中隐私泄露限制技术与博弈论的机制设计理论 两个方面着手，从数据挖掘的角度对于隐私、隐私泄露等相关概念进 行了定义，并对于隐私泄露的限制提出了相关的理论和方法；借助机 制设计理论中的信息解释理论，本文探讨了能够有效的限制用户的隐 私信息泄露，并且提出了能够使用户在有限的隐私泄露条件下得到效 用最大化的相应机制设计方案。 关键字：情景感知技术接受模型隐私保护数据挖掘机制设计理论 i ， ， 户 ， 川 r 北京邮电人学硕，j ：毕业论文 p i u v a c yd a t am i n i n ga n dp r e s e r v i n g m e t h o d sr e s e a r c ho n c o n t e x l - a w a r e n e s ss e r v i c e a b s t r a c t c o n t e x t a w a r e n e s ss e r v i c e ( c a s ) i sav e r ys i g n i f i c a n tc h a r a c t e ro f a m b i e n tu b i q u i t o u sn e t w o r k ，w i t hav e r yb r i g h tf u t u r ei nl o n g t e r m d e v e l o p m e n t i nt h ep r o c e s so fc a s ，w i t ht h eu s e r s p e r m i s s i o n s ，t h r o u g h s e n s o r s ，h a n d s e t s ，m o b i l e n e t w o r ka n do t h e rc o n t e x t a w a r e n e s s e q u i p m e n t s ，c a sc o u l dp i c ku pi n f o r m a t i o ni nn o n u s e r - i n i t i a t i v ew a y , w h i c hi st h es p i r i to fc a s w i t ht h ec o o p e r a t i o no f m o b i l en e t w o r ka n d d a t a b a s e ，c a sc o u l ds u p p l yas e r i e ss e r v i c eo rs e r v i c ei n f o r m a t i o ni n f o r e s i g h ta n du n c o n s c i o u s w i t ht e c h n o l o g ya c c e p t a n c em o d e l ( t a m ) ，i ti sp r o v e di nt h e d i s s e r t a t i o n ，w h i c ht h ep e r c e i v e dr i s kf r o mp r i v a c yb r e a c hh a sg r e a t i n f l u e n c eo nt h ef u t u r ed e v e l o p m e n to fc a s ；a n dw i t ht h et e c h n o l o g yo f d a t am i n i n ga n dm e c h a n i s md e s i g nt h e o r y , ic r e a t i v e l yd e s c r i b ep r i v a c y b r e a c ha n df i g u r eo u tas o l u t i o nt ol i m i tt h eb r e a c ho fp r i v a c y 1 ) t e c h n o l o g ya c c e p t a n c em o d e lb a s e do nc a s b a s e do nt h es t r u c t u r eo ft e c h n o l o g ya c c e p t a n c em o d e l ，c o m b i n e d w i t hc h a r a c t e r so fc a s ，i ti sa d d e dt h eu s a b i l i t y , c o m p a t i b i l i t y , s e l f - e f f i c a c y , p e r c e i v e dr i s ka n dc o s tf a c t o r st ot h er e v i s e dm o d e l ， w h i c hm a k e st h em o r es u i t a b l ef o rc a s i nt h ee m p i r i c a ls t u d y , c o n s i d e r i n gl o c a t i o n b a s e ds e r v i c ea s a t y p i c a ls e r v i c eo fc a s ； t h r o u g ht h eq u e s t i o n n a i r e s w ec o l l e c tu s e r s d a t a w i t hs t m c t u r a l e q u a t i o nm o d e l i n g ，ia n a l y z et h ed a t aa n dt e s th y p o t h e s i z e so ft h e m o d e l 2 、p r i v a c yb r e a c hl i m i tm e t h o d si nt h ed a t am i n i n go fc a s f r o mt h ep o i n to fd a t am i n i n gt e c h n o l o g y , t h ed i s s e r t a t i o nf i g u r e so u t t h ed e f i n i t i o no f p r i v a c yb r e a c hi nt h ed a t am i n i n go fc a s ，a n dg i v ea s o l u t i o nt o p r i v a c yb r e a c h l i m i t 、斫t hr e v e l a t i o nm e t h o di n t t m e c h a n i s md e s i g n t h e o r y , t h ed i s s e r t a t i o nd i s c u s s e st h es o l u t i o n w h i c hc o u l dr e a l i z eu s e r s u t i l i t ym a x i m i z a t i o nu n d e r t h el i m i t a t i o no f p r i v a c yb r e a c h 1 ( e yw o r d s ：c o n t e x t a w a r e n e s s ，t e c h n o l o g ya c c e p t a n c em o d e l ， p r i v a c yp r e s e r v i n gd a t a m i n i n g ，m e c h a n i s md e s i g n t h e o r y i l i 广 ， 北京邮电人学硕上毕业论文 目录 第一章绪论l 1 1 情景感知的发展现状一1 1 2 情景感知研究的理论价值与应用价值3 1 2 1 情景感知研究的理论价值3 1 2 2 情景感知研究的应用价值4 1 3 论文的创新点与章节结构6 1 3 1论文的创新点。6 1 3 。2 研究内容与章节结构7 第二章情景感知相关研究现状8 2 1 情景感知相关技术的发展现状与趋势8 2 1 1 下一代移动网络的发展现状。8 2 1 2 泛在网络的未来发展趋势9 2 2 情景感知相关商业模式的研究现状1 0 第三章用户对于情景感知服务的认知1 4 3 1 用户对于情景感知服务认知相关的研究综述1 4 3 1 1 用户对于情景感知服务认知研究现状1 4 3 1 2 用户认知相关理论模型介绍15 3 2 用户对于情景感知服务认知的实证研究1 6 3 2 1 基于用户接受理论的模型设计1 6 3 2 2 用户对于情景感知服务认知的实证研究1 8 3 2 3 实证研究的结论2 2 3 3 隐私问题对情景感知服务的发展影响2 2 第四章隐私保护数据挖掘2 4 4 1 数据挖掘的概念、过程、模型与方法2 4 4 1 1 数据挖掘的概念2 4 4 1 2数据挖掘的过程2 5 4 1 3数据挖掘的模型与方法2 8 4 2 隐私保护数据挖掘的产生与发展3 5 4 2 1 信息隐私权的发展3 5 4 2 2 隐私保护数据挖掘的产生与发展3 6 4 3 隐私保护数据挖掘的分类3 7 4 2 1 面向单个数据记录的隐私保护数据挖掘3 8 4 2 2 面向集中数据集的隐私保护数据挖掘3 9 4 2 3 面向分布数据的隐私保护数据挖掘3 9 第五章基于情景感知的隐私利用机制研究一4 l 5 1 基于情景感知的隐私保护数据挖掘4 l 5 1 1 隐私保护数据挖掘中的基本概念4 1 5 1 2 隐私保护数据挖掘中隐私泄露的定义4 l 5 1 3 基于情景感知的数据挖掘过程中隐私泄露限制方法4 4 5 2 基于情景感知的隐私利用机制设计4 6 i v 北京邮r u 人学帧i j 毕业论文 5 2 1 机制设计理论介绍4 6 5 2 2 基于情景感知的隐私有效利用机制设计4 9 第六章回顾与展望5 3 6 1 全文总结5 3 6 2 进一步研究方向5 3 参考文献5 5 致谢6 0 攻读学位期间发表的学术论文6 l v ， j 、 北京邮电大学硕一i ：研究生学位论文 第一章绪论 1 1情景感知的发展现状 移动计算技术正在以令人难以想象的速度改变着信息获取的方式与微处理 器应用的方式。在互联网飞速发展的十多年间，用户( u s e r ) 正在逐渐的适应通 过移动的方式进行信息的检索与获取。当前新的手持终端可以运行有着丰富应 用软件的操作平台，并且新的无线网络构架使得愈来愈多的应用变为可能。同时， 随着电子产品成本的不断下降，也使得我们周围的环境中包含着越来越多更为复 杂的应用资源；随着新的通信设备的部署与新的应用资源的设定，新的移动计算 将无处不在。作为移动计算新一阶段的代表，泛在计算( u b i q u i t o u sc o m p u t i n g ) 无疑成为了移动计算相关研究的焦点。 依据泛在计算初始瞳3 与当前口，们的定义，其将通过建立移动用户与其周围情景 环境之间，空间上互动的方式来实现。这是基于位置的信息获取方式的一个补充， 基于位置的信息获取方式当前在互联网上是可以实现的，并且它反映出我们生活 得这个物理世界与数字世界不断融合的趋势。正是这一不断融合的趋势造就了所 谓的智能空间( s m a r ts p a c e ) ，智能空间使得其所处的环境能够在物理或逻辑上 拥有对于移动用户提供面向服务进行支持的能力。智能终端不断融入我们生活正 暗示了这一点，这些智能终端在这改变之中将作为接入这些智能空间服务的主要 方式。 泛在计算的一个重要分支是被称为任务驱动型计算( t a s k d r i v e nc o m p u t i n g ) 怕一】，它正r 益明确成为一种范式。在这一范式中，用户的任务与活动不再与明 确的应用模型进行捆绑，而是通过一种抽象的方式进行定义。这一抽象的任务表 述将在执行过程中被投射到适合的应用程序和资源上。在移动环境方面，这一范 式与智能空间存在着协同作用，用户的活动可以在环境提供的支持下得到良好的 执行。实现这一功能需要解决抽象任务结构表述、抽象任务与周围资源的捆绑、 对于这些资源的有效管理等诸多问题，而情景感知服务( c o n t e x ta w a r e n e s s s e r v i c e ) 对于这些问题都能够给出完整而有效的解决方案。 目前，中国的移动电话用户数已经超过7 亿人，庞大而成熟的手机用户群体 已经形成。这使得整个通信产业链上的各个利益群体都看到了移动电子商务巨大 的发展空问。而处于其产业链核心地位的运营商也正在积极的寻找新兴的移动增 值服务，以其新颖可行的商业模式寻求其利润增长的“蓝海”。而被誉为继短信 之后下一个杀手级应用服务的情景感知业务( c o n t e x t a w a r e n e s ss e r v i c e s ) j 下 是在这样一个时机进入产业链中各个群体以及研究者的视野。 随着计算机、通信、数据库与数据挖掘以及相关技术的发展，运营商对用户 北京邮i 也人学顾i j 研究生学位论文 信息的捕获、存储、挖掘的能力越来越强，从而使得情景感知业务的开展成为可 能。 情景感知业务( c o n t e x t - a w a r e n e s ss e r v i c e s ) 是在现有的位置定位服务 ( l o c a t i o n b a s e ds e r v i c e s ) 基础上综合考虑用户所在环境的其他因素，为用 户提供更具有针对性的信息服务。用时间、位置和需求等维度来较为完整的定义 移动用户所处的情景。该业务可以感应到用户在特定情景下，也就是在特定时间 及特定位置下所产生的特定需求，并根据用户的个性特征为用户提供针对性很强 的信息服务，以满足该用户的特定需求。该信息服务可以包括购物信息、房屋租 售、娱乐休闲、商业办公、医疗保险等等可以涉及工作生活的方方面面，最大的 便利在于用户可以在任何时间、任何地点进行信息搜寻。在这种情况下情景感知 业务可以催生大量移动电子商务的应用模式。这里举一个较为典型的例子，当某 用户在a 位置看完电影时正值就餐时间，该用户当前的需求就是确定一家饭店就 餐。情景感知业务可以感应到当前的时间和位置，并根据用户以前的消费行为分 析出用户在饮食方面的消费特征，主动或者在用户发出请求后将这一位置的用户 最有可能光顾的饭店的信息发送给用户。这些信息可能包括具体位置，价格，饭 店特色等用户关心的问题。这样一方面有针对性地满足用户的就餐需求，另一方 面提高商家营销活动的精准性。同时，情景感知还具备预测用户下一情景需求的 功能，在本例中也就是在发送饭店信息的同时，会同时发送用户就餐后的时间、 可能移动的位置和可能的需求所决定的相关信息，对用户的下一行为进行推荐和 提醒。 而在理论研究方面，国外在该领域已经有了一定程度的积累。2 0 0 4 年j u h a k o l a r i ，t i m ol a a k k o 等人通过从小范围内建立w a p 服务器、在终端上实现情景 感知业务，最后到体验用户的意见反馈分析等一系列完整的研究对情景感知业务 的实施有了一个基础性的研究成果。m i t h u ns h e s h a g i r i ，n o r m a nm s a d e h 等 人从语义网络的角度建立了一个情景感知所应用的框架结构m y c a m p u s 。2 0 0 4 年 剑桥大学的e l e a n o rt o y e ，a n i lm a d h a v a p e d d y 等人则是从照相手机的照相功能 出发，讨论了情景感知业务的具体应用以及在其交互式应用可能产生的可用性、 私密性等问题。r u d ib e l o t t i ，c o r s i nd e c u r t i n s 等人则是以泛在网络和移动 手机应用为大背景设计了一个x m l 技术的情景感知应用中用户注册服务器的框 架结构。普渡大学的h e e - j i nl i m 的毕业论文是关于情景感知业务应用中用户忠 诚度与各种业务变量之间关系的研究，并通过问卷调查的形式进行了实证分析。 2 0 0 5 年伦敦帝国理工的m a r k u sc h u e b s c h e r ，j u l i ea m c c a n n 则是从情景感 知业务的应用出发建立了一个关于其中信息的有效性和真实性的评价模型。2 0 0 6 年m a t sn e o v i u s ，l uy a n 等人也从情景感知业务的技术角度出发设计了一个正 2 一 f ，、 北京邮l u 人学硕i ：研究生学位论文 式的系统架构模型，并讨论了其中无线传感网络中的诸多技术问题。 目前情景感知业务的应用还不成熟，但是它极大的便利性和准确性对用户和 商家带来很多好处，我们可以预见在不久的将来一定会得到很大的发展。像情景 感知这样通过感知用户的行为意图和行为趋势的业务一定是建立在大量数据挖 掘的基础上，对大量的用户行为特征和行为习惯进行分析，并结合位置、时间和 商家的信息才能得出准确性较高的信息。因此，在情景感知为我们未来的生活带 来无限便利的同时，其也使得用户对个人隐私的安全产生了担忧，使得用户个人 隐私也面临巨大的泄露危险。本文从数据挖掘中隐私泄露限制技术与博弈论的信 息揭示理论两个方面着手，探讨能够有效的限制用户的隐私信息泄露，并且使用 户在有限制的隐私泄露条件下得到效用最大化的机制与方法。 1 2情景感知研究的理论价值与应用价值 1 2 1 情景感知研究的理论价值 情景感知业务是一个新型的业务，也是下一代移动网络最主要的提供服务模 式。对其商业模式进行理论研究的价值主要有以下几点： 1 ) 对情景感知商业模式先进行研究，可以对以后业务的发展起指导作用。 由于情景感知是一个复杂的新型业务，涉及的好几个行业，只有这几个 行业之间的紧密合作，才有可能提供所设想的服务。在这个业务产业链 中，各个企业之间的关系如何界定、它们之间如何建立关系、相互之间 如何提供服务、提供哪些服务、如何保持紧密的联系等等。只有先期进 行细致的分析和研究之后，在开展业务时，才有可能很好的整合产业链 个企业，提供好的服务。在一些新型的业务推广之前都要进行相关的理 论研究，这也是人们在现实的社会发展过程总结的铁一样的规律。 2 ) 研究情景感知的商业模式，有利于这个业务长期健康发展。任何一个商 业应都是需要赚钱赢利的，除非是公益性业务。如果没有赢利的源泉， 那么肯定这个业务长不了，因为没有一个企业愿意去开展一个没有利润 的业务，那样公司最终会走上倒闭的道路。对情景感知的商务模式研究， 找到这个业务的利润来源，同时分析这个利润源持久不持久、影响的它 因素有哪些、这些因素的变化会对整个业务产生怎样的影响等等。通过 这些研究就可以提前判断情景感知业务的发展前景，如果利润源有问题， 可以通过调整赢利模式让其健康的发展。 北京邮i 【1 人学硕l j 研究生学位论文 3 ) 对其进行商业模式的研究，可以减少不不必要的投入，同时防止风险。 就像上面说的，情景感知业务的实现需要多个厂商之间的紧密合作，通 过商务模式研究，分析它们在提供的最终服务中扮演的角色和责任，有 利于它们集中有限的资源发展它们自己的核心业务，同时提供给其他企 业优质的服务，确保用户最终得到高质量的情景感知服务。这样也可以 避免不必要的竞争局面，如果各个供应商不清楚它们在整个业务所处的 位置、责任和作用，就有可能涉及其他服务，这样就在供应商之间产生 横向竞争，这种情况对整个业务的发展是不利的，风险也比较大。 4 ) 对其商业模式的研究，可以清晰地看见整个业务的信息流程，这样有利 于创新业务，开发更适合用户的服务。服务的提供对于用户来说比较简 单，就是让其使用简单、方便。但对于运营商来说就非常的复杂，它必 须整合多种信息，而且还要以最方便的方式提供用户。而且用户的需求 在不同的时候是不同的，那就需要提供不同的服务。只有清楚地知道信 息流程，那么新的服务提供也就比较容易了。 5 ) 对其商业模式的研究，为电信运营商的下一代移动网络发展提供商业机 会。在情景感知业务中，虽然有很多商家，但运营商的优势最大，因为 它拥有最终的用户和传输网络，他就又能力去整合这个产业。通过商业 模式研究，能更清晰的看到各个商家在这个业务链中优势和劣势，运营 商就可以在网络设计中预先开发情景感知相关的技术平台，以便为以后 提供发展优势。 6 ) 对其商业模式研究，可以推动我国信息化的发展。情景感知服务还是一 个全新的领域，才是近几年开始研究，由于大家都刚起步，处于同于同 一水平。我国尽早的展开研究，就有可能处于领先地位，尤其是情景感 知商业模式，现在几乎还没有人研究。商业模式研究透了，就为情景感 知商业化提供了坚强的理论支持，情景感知商业化了以后，可以改变人 们的生活方式，同时改变企业的运营方式，极大地推动社会信息化的发 展。7 3 1 2 2 情景感知研究的应用价值 情景感知是移动商务的一种应用模式，在移动商务进行的过程中把用户的外 部环境和自身需求的变化考虑进来，以此向用户提供个性化的服务。由于普通的 移动商务只是把移动性作为移动商务唯一特征，通过移动网络通道实现互联网的 各种服务，此种移动商务只是网络应用的扩展，不能完全体现移动终端特有的属 4 f 、 ， 北京邮r u 人学硕i q o f 究生学位论文 性。情景感知就是不同于普通移动商务，在考虑移动性的基础上，还考虑情景的 变化特性，这样就更能满足用户的精确需求畸一1 。情景感知服务的应用价值主要 有以下几方面： 1 ) 情景感知可以节省时间成本，提供更多便利。情景感知服务是在运营商 得到用户的同意或者授权的情况下，根据用户设定的需求、用户所处环 境的变化来提供给用户合适的服务。这样就不需要用户自己在需要某种 需求的时候再去查找相关的信息。例如，一个人去a 城市旅游，没有情 景感知服务的话，他就需要提前查找a 市好玩的地方、住宿、就餐等等 信息，而且这些信息比较分散，查找需要大量的时间，而且还不一定查 到他需要的准确信息。如果有情景感知服务，这些前期的查找工作就会 省去，只要你把自己的手机设置到旅游模式状态，运营商就会根据你的 个人喜好提供详尽的服务，当你到达a 市时，根据你的位置、个人习惯、 消费意愿等等提供相关信息。这样大大节省你的时间成本，而且还能得 到自己最想得到的相关信息，给用户提供了极大的方便。 2 ) 情景感知可以向用户提供个性化服务。个性化服务就是根据用户个人的 需求来提供服务。用户个人需求的判断和预测就非常的重要。如何来解 决这个问题呢，这就需要用户详尽的个人信息。但是光有这些信息还是 不够的，因为需求有可能会随着环境的变化而变化，还得进一步考虑用 户所处的情景。情景感知服务正是考虑了用户所处情景的变化，而且通 过用户的个人信息和以前的消费习惯预测出用户在处于不同情景的不同 需求，同时提供给用户个性化服务，更好的满足用户的需求。 3 ) 情景感知可以实现精确化营销。对于企业来说，营销就是向目标客户宣 传自己的产品或者服务，以便有需求的人购买或者使用。但是企业只能 泛泛的确定自己产品或者服务的目标用户群，不能精确自己的目标用户， 所以在营销上他们得花大量的钱去做宣传。这样还是浪费了很多不必要 的宣传费。对于用户来说，现在的产品名目繁多，想找到自己中意的产 品或者服务也比较困难。而且他们也不反感他们中意的广告宣传。情景 感知可以根据用户的个人需求提供个性化服务，所以他对用户的需求了 如指掌。如果对企业的产品和服务信息进行整合后，根据用户的个人需 求提供精确化营销，可以使企业、用户和运营商都实现共赢。 4 ) 情景感知将改变人们的生活习惯。现在我们的社会处在一个信息大爆炸 的时代。信息量非常大，这肯定比以前没有互联网时信息匾乏好，但同 时又产生了一个新的问题：得到自己想要的信息的难度也随之增加。假如 你想晚上出去吃饭，在大街上饭店非常多，你也不知道去那家好，为了 北京邮i u 人学颂1 ：研究生学位论义 吃的舒心，在这之前，你可以通过网上去查找相关的信息，通过你的喜 好再决定去哪儿吃，这就是现在人们的生活习惯：先查再判断然后去。情 景感知服务需要对大量的信息进行整合，然后根据用户的个人信息和情 景提供最贴心的服务。这样人们就可以省去查找的阶段，甚至连判断都 省了，直接去就可以了。人们的生活习惯就发生了改变。h 1 情景感知作为下一代移动商务的重点业务，拥有着非常广阔的应用前景，其 在个人的生活娱乐、企业的日常办公、政府的监控管理方面都有着极好的应用前 景。 1 3 论文的创新点与章节结构 1 3 1 论文的创新点 本文通过引入技术接受模型，揭示了隐私问题对于情景感知业务的未来发展 有着重大的影响；并且结合数据挖掘技术，具有一定创新性地对于情景感知的隐 私泄露进行描述并给出了相关的解决方法。 本文的创新点具体如下： 1 ) 基于情景感知的技术接受模型及其实证研究。 本文在技术接受模型的基本结构之上，结合情景感知业务的特点，添加了设 备可用性、设备兼容性、用户自我能力、风险认知和经济成本等影响因素，更为 真实而具体地对用户之于情景感知服务的接受进行了描述与分析；并且基于改进 后的技术接受模型，进行了实证研究。通过问卷的方式，以基于位置的服务( l b s ) 作为一个情景感知服务的典型案例，对用户进行了调研并使用结构化方程对于模 型中假设进行了验证，对于理论进行了有效的支撑和完善。 ，2 ) 情景感知数据挖掘中隐私泄露限制方法 本文从数据挖掘中隐私泄露限制技术与博弈论的机制设计理论两个方面着 手，从数据挖掘的角度对于隐私、隐私泄露等相关概念进行了定义，并对于隐私 泄露的限制提出了相关的理论和方法；借助机制设计理论中的信息解释理论，本 文探讨了能够有效的限制用户的隐私信息泄露，并且提出了能够使用户在有限的 隐私泄露条件下得到效用最大化的相应机制设计方案。 6 ， 第三章，基于技术接受模型，就用户对于情景感知业务的接受情况做了相关 的模型假设，并且进行了相应的实证研究； 第四章，对于数据挖掘和隐私保护数据挖掘产生、发展及分类进行了系统的 介绍； 第五章，提出了情景感知中数据挖掘的隐私泄露限制方法与技术，并对于有 限隐私泄露条件下，隐私有效利用的机制进行了探讨。 第六章，对于全文进行了总结，并且对于情景感知中隐私有效利用问题未来 的研究方向提出了自己的观点和看法。 北京邮i 【1 人学倾i i p d l 生学位论文 第二章情景感知相关研究现状 2 1情景感知相关技术的发展现状与趋势 2 1 1下一代移动网络的发展现状 u b i q u i t o u s ( 无所不在) 源自拉丁语，意为存在于任何地方。1 9 9 1 年x e r o x 实验室的计算机科学家m a r kw e i s e r 首次提出“泛在运算 ( u b i q u i t o u s c o m p u t i n g ) 的概念，描述了任何人无论何时、何地都可通过合适的终端设备与网 络进行连接，获取个性化信息服务的全新信息社会。嘲 环境感知泛在网络具有如下特征： 环境感知性：人们未来的生活四周将出现各式各样的智慧型接口，网络能够 感知用户及周边环境场景信息，自动选择合适的传送方式，将正确的服务传递给 正确的用户。 自组织、自愈性：节点动态、智能地接入网络，并具有分布式管理的功能特 点，网络具有高抗干扰、抗故障能力，网络节点具有自恢复能力，传感网络将被 广泛应用。 泛在性、异构性：多种接入方式、多种承载方式融合在一起，实现无缝接入； 任何对象( 人或设备等) 无论何时、何地都能通过合适的方式获得永久在线的宽带 服务，可以随时随地存取所需信息。 开放性、透明性：网络技术对业务及用户体验是透明的：用户无须关心网络状 态、采用何种技术来接入和承载。 移动性、宽带性：泛在网络环境的基础是高带宽接入：基于铜缆、光纤的上下 行对称宽带接入，基于o f d m 、8 0 2 1 x 的固定高速无线接入，基于3 g 4 g 的移动 高速数据接入也将被广泛应用。 多媒体、协同性：数字化、多媒体化的信息服务将融入人们同常工作、生活 中，并起到方便生活、提升效率之功效：信息整合和服务协同是泛在服务的核心。 对称性、融合性：用户不是被动地接受服务，而可以主动地创造服务：网络 作为基础构架，向其他行业提供信息通讯服务，实现对信息的综合利用，提升个 人、企业、家庭的生活品质及工作效率。 从以上特征可以看出，环境感知泛在网络不是颠覆性的网络革命，而是对传 统网络潜力的挖掘和网络效能的提升。1 8 ，、 ， - ，。 北京邮电人学顾l 研究生学位论文 目前移动业务的拓展受限于网络能力和终端能力，这使得未来移动网络的设 计需要综合考虑业务、终端和网络各方面的因素，以满足社会需求的长远发展。 这也是下一代移动网络( n g m n ) 项目发起的原因：主流移动通信运营商希望能为用 户提供更好的宽带无线业务。n g m n 项目旨在为后3 g 的技术演进指引方向，建立 明确的性能目标，提出具体的需求建议，并给出未来宽带移动网的部署场景，以 指导下一代移动网络标准的制订和丌发。 c s ：咆路域 g s i d ：全球移动通信泵缓 m s ：l p 多雠体了磊绕 n g i 喇：下。代穆幼掰络 p 刺：公众陆地移幼阿们r n ：通用移动允绕接入一 i s ：诊缀域w l a n ：七线局域嗣 p j 订弛公众电话纠 s i p ：会话发起协汉 图2 - 1n g m n 系统架构 n g m n 也面临着多种网络互通和融合的问题。图2 - 1 给出了未来n g m n 的系统 架构，以及其与目前移动网络诸如2 g 3 g 的电路域( c s ) 部分的共存模式。随着时 间推移，传统的电路域部分将逐步淘汰，未来将是多个不同的接入技术共同接入 公共的n g m n 分组域( p s ) 核心网。图2 - 1 体现了系统的基本特征，如n g m n 要求无 缝移动能力和多种异构网络之间的协作。从运营的角度来看，n g m n 将最大程度 地利用现有资源，包括站址资源和演进的完整的i p 传输和承载资源，并能提供可 以动态升级的自优化的高效路由：从终端的角度来看，初期的n g m n 终端必须支 持双模甚至多模功能，如h s p a 、e v d o 或者g p r s ，以保证n g m n 终端可以漫游到 n g m n 覆盖区外的地区n 0 1 。 2 1 2 泛在网络的未来发展趋势 9 北京邮l 【1 人学硕i j 研究生学位论文 如果说n g m n 主要关注了下一代移动网络和以前移动网络的互通性，那么移 动泛在业务环境( m u s e ) 则可以算是学术界的学者们对于未来移动异构泛在网络 的理想化的规划和设计。由于业界对于未来网络发展的困惑，世界无线研究论坛 ( w w r f ) 成立了愿景委员会，希望能够通过对愿景的共同构思解决“未来的无线通 信能够带来什么样的服务”、“我们需要什么样的服务，什么样的技术在未来比较 重要”、“实现这些服务的挑战是什么 等问题。m u s e 正是作为对未来无线世界 愿景目标的一种尝试性描述在w w r f 2 0 0 4 北京会议上被初次提出的。 在m u s e 中，通信系统通过各个异构子网络的协同，能够支持不同程度的移 动与无缝的连接。同时，泛在智能的终端设备以及传感器网络还能够充分交互环 境信息，如用户习惯，用户身体状况、情绪，周围环境的温度、湿度等，支持信 息空间与物理空间的融合。协同网络同周边泛在系统的交互与融合能够产生更为 智能的业务提供环境，以向用户提供始终最佳的业务体验( a b e ) 为目标，主动和 高效地进行适配性服务。而从业务的角度看来，m u s e 将提供一个能够充分利用 各种异构网络的能力、但又有效地屏蔽了这些异构网络细节的业务开发和部署环 境，实现业务的迅速开发与部署。这一切可以归纳为业务创造的丰富多样、业务 提供的充分适配，网络的协同融合，终端的泛在智能，这也是m u s e 的核心思想。 图2 2 给出了m u s e 系统的参考模型，m u s e 系统将主要包含3 个功能要素n0 1 ：用 户，终端业务环境( t s e ) ，网络业务环境( n s e ) 。 图2 - 2m u s e 系统参考模型 2 2 情景感知相关商业模式的研究现状 情景感知是移动商务系统的一种应用模式，在移动商务进行的过程中把用户 l o ， ， 北京邮电人学硕i ：研究生学位论文 的外部环境和自身需求的变化考虑进来，以此向用户提供个性化的服务。由于普 通的移动商务只是把移动性作为移动商务唯一特征，通过移动网络通道实现互联 网的各种服务，此种移动商务只是网络的扩展，不能充分体现移动终端特有的属 性。情景感知就是不同于普通移动商务，在考虑移动性的基础上，还考虑情景的 变化特性，这样就更能满足用户的精确需求。 x i a o j u n d i n g 和j u n i e h i i i j i m a 提出t 建立基于位置服务过程框架，还提出 了一种系统的逐步实现方法，使服务流程的制定更加规范，以便开发各种情况下 基于位置的应用和服务。他们不仅关注用户的位置，而且还关注整个服务过程。 在设计框架的过程中，系统的逐步实现方法有五步： 第一步：识别主要情景服务的主要参与者和他们在这个系统中的作用。 第二步：确认情景服务的服务目标，使得这些目标更加细化。 第三步：详述各参与者在情景服务中各自的具体工作，重视各参与方的关系 和沟通方式。 第四步：识别用户所处的情景，然后把这些情景用已经设定好的形式描述， 并根据以前用户的行为做出预测。 第五步：为了实现这个服务过程，开发一个逻辑程序系统。 n s s i d n a l 和s s m a n v i 提出了构建情景感知应用的五层模型：物理层( 有 大量的传感器，以粗糙的方式采集信息) 、数据层( 处理信息) 、语言层( 把数据转 化成能过推断情景的格式形式。) 、推断层( 利用来自语言层、以前收集的相关信 息和推断原则，以及对顾客的行为分析来推断用户在做什么，有什么服务可以提 供，用户将要做什么) 和应用层( 提供信息或者服务) 。 t o s h i h i k oy a m a k a m i 谈到了移动商务服务产业链中起主导作用的厂家的演 变阶段。共有三个阶段： 第一阶段：设备厂商主导。 在语音业务阶段，协同能力实际上就是互联互通，最简单的方法就是购买同 一厂家的设备，设备厂商掌握技术，他们在产业链中起主导作用。 第二阶段：运营商主导。 一些运营商逐渐意识到主导作用的重要性，他们就开始改进服务平台以更好 满足数据服务。同本的n t td o c o m o 的i - m o d e 就是个例子。起初没有真正了解用 户的内容提供商，移动运营商就通过话费明细来分析和预测用户的消费偏好，来 组织内容。 第三阶段：内容提供商主导。 用户能够通过手机接入互联网，互联网上有大量成熟的内容，这就使得运营 商的主导优势降低，如果内容提供商拥有最终用户的消费偏好、习惯，那样的话 北京邮i 【 人学坝i j 研究生学位论义 内容提供商可能成为主导。 n s s i d n a l 和s s m a n v i 首次提出情境感知服务流程： 1 ) 用户在移动终端上启动代理商的客户端软件，为了得到某种服务，向代 理商授权并且指定需求； 2 ) 用户代理商与合适的服务代理商建立连接，以适当的方式向服务代理商 传递用户的请求，同时传递再次回复给用户代理商时输出的内容应该采 取的格式； 3 ) 服务代理商与位置服务中心建立连接，请求告知用户的位置信息； 4 ) 位置服务中心回复服务代理商用户的位置信息； 5 ) 服务代理商与应用服务商建立连接，提交用户的需求，以便其根据用户 的个人喜好和所处的位置提供符合顾客意愿的信息和服务； 6 ) 服务应用商分析这些需求，根据用户的个人喜好和用户所处的位置以及 了解的内容提供商归类这些需求，然后选择合适的内容提供商得到需求 的信息； 7 ) 应用服务商与选择的内容提供商建立连接； 8 ) 得到需要的信息； 9 ) 应用服务商处理下载的数据，转换成用户接受时显示效果好的方式； 1 0 ) 传递最终处理好的信息给服务代理商； 1 1 ) 服务代理商传递这些需要的信息给用户； 1 2 ) 用户终端显示这些信息。 位置服务信息 中心 图盎囡 4 ) 情景感知应甩魔务 图盏匪 内容提供商 图2 - 3n s s i d n a l 和s s m a n v i 提出的情景感知服务的业务流程 基于情景感知的移动业务是一个比较新的研究应用领域，主要是利用各式无 线定位与环境感测器柬获知位置和情景信息来主动改善应用系统的操作与服务。 1 2 北京邮i 乜人学颂i ：研究生学位论文 移动用户在使用移动信息业务时，会因环境与位置的改变而期待获得不同的信息 业务，而为了提供这类的移动信息业务，目前，许多研究都朝情景感知 ( c o n t e x t a w a r e n e s s ) 的概念发展，这是因为移动使用者本身、所处环境及时空 因素，都可能影响使用者的业务需求，而要提供切合移动用户需求的业务信息， 其关键就在于如何掌握用户所处的情景信息。所以有些研究机构通过分析移动用 户的信息库，来动态调整信息业务的内容。此外，较多的研究机构都是通过分析 移动服务器中的移动用户档案