Location data is collected from users continuously to acquire user mobility patterns. Releasing the user trajectories may compromise user privacy. Therefore, the general practice is to release aggregated location datasets. However, private information may still be inferred from an aggregated version of location trajectories. Differential privacy (DP) protects the query output against inference attacks regardless of background knowledge. This paper presents a differential privacy-based privacy model that protects the user's origins and destinations at the aggregated level. This is achieved by injecting Planar Laplace noise to the user origin and destination GPS points. The noisy GPS points are then transformed to a link representation using a link-matching algorithm. Finally, the link trajectories form an aggregated mobility network. The injected noise level is selected adaptively, by considering the link density of the location and the functional category of the localized links. Compared to the different baseline models, including a k-anonymity method, our differential privacy-based aggregation model offers closer query responses to the raw data in terms of aggregate statistics at both the network and trajectory-levels with max 4% deviation from the baseline. Beyond link aggregation and spatial noise injection, temporal aggregation can also provide a degree of privacy and a discussion of temporal aggregation requirements is presented.


翻译:不断从用户收集位置数据,以获取用户流动性模式。释放用户轨迹可能会损害用户隐私。因此,一般做法是发布汇总位置数据集。不过,私人信息仍可从一个综合版本的定位轨迹中推断出来。差异隐私(DP)保护查询输出不受推断攻击,而不论背景知识如何。本文件介绍了一种基于隐私的不同模式,在汇总层面保护用户的起源和目的地。通过向用户源点和目的地全球定位系统点注射Planar Laplace噪音,实现这一点。随后,噪音的全球定位系统点将转换为使用链接匹配算法的链接代表。最后,链接轨迹形成一个综合流动网络。注入的噪音水平是随机选择的,方法是考虑位置的链接密度和本地链接的功能类别。与不同的基线模型相比,包括k-匿名方法,我们基于隐私的差异汇总模型在网络和轨迹级别上对原始数据作了更贴近的回答,其总统计数据与基线偏离了最高4%的移动率值。超越了时间聚合和空间传动要求,还提供了一个时间感测和空间传动模型。

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