張 靜,苗水清,李顯峰

(延安大學(xué)西安創(chuàng)新學(xué)院,陜西 西安 710100)

社會(huì)網(wǎng)絡(luò)隱私信息研究

張 靜,苗水清,李顯峰

(延安大學(xué)西安創(chuàng)新學(xué)院,陜西 西安 710100)

人們對(duì)于微博、微信和Facebook等社交網(wǎng)站的使用頻率增加,由其產(chǎn)生出的社會(huì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)也隨之增加.攻擊者對(duì)這類數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和研究,可以快速獲得他人的地址、喜好、網(wǎng)絡(luò)交易等隱私信息.目前已有許多專家對(duì)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)發(fā)布隱私保護(hù)模型進(jìn)行研究.文章主要介紹社會(huì)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)概念、社會(huì)網(wǎng)絡(luò)隱私信息及其相關(guān)的隱私保護(hù)技術(shù).

社會(huì)網(wǎng)絡(luò);隱私;信息保護(hù)

1 社會(huì)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)概念

社會(huì)網(wǎng)絡(luò)是由許多個(gè)體或組織構(gòu)成的一種社會(huì)結(jié)構(gòu)類型,代表社會(huì)元素之間的關(guān)系.可以將陌生人、有某種關(guān)系的各類人或團(tuán)體連接起來(lái)[1].

社會(huì)網(wǎng)絡(luò)隱私保護(hù)是將最為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)作為依據(jù),使用某種數(shù)據(jù)隱私技術(shù)對(duì)此類數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的處理,最終將其中敏感的數(shù)據(jù)進(jìn)行隔離,隨后再對(duì)外發(fā)布,可以做到有效保護(hù)用戶的隱私信息.

對(duì)于社會(huì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的研究一般采用圖論信息對(duì)其進(jìn)行構(gòu)造.社會(huì)網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)用戶和其之間的關(guān)系信息用圖論描述,也常常將它們存放在鄰接矩陣中.

用圖論知識(shí)對(duì)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行描述時(shí),將其中每個(gè)用戶看作為一個(gè)結(jié)點(diǎn),他們之間的鏈接關(guān)系被看作是連接兩個(gè)結(jié)點(diǎn)的邊.也就是說(shuō)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)就是結(jié)點(diǎn)的集合和邊集合而構(gòu)成的圖結(jié)構(gòu),常被形式化表示為G=(V,E).社會(huì)網(wǎng)絡(luò)圖用G表示,結(jié)點(diǎn)集合用V表示,邊集合用E表示.

用鄰接矩陣對(duì)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行存儲(chǔ)時(shí),將矩陣中行和列中限定的點(diǎn)來(lái)代表社會(huì)網(wǎng)絡(luò)的用戶.用戶與用戶之間是否存在鏈接關(guān)系,就是研究矩陣點(diǎn)與點(diǎn)限定出的數(shù)值信息,若其值為1,表明用戶之間存在鏈接關(guān)系,否則為0.

2 社會(huì)網(wǎng)絡(luò)中隱私信息

社會(huì)網(wǎng)絡(luò)中的用戶(即結(jié)點(diǎn))、用戶之間的關(guān)系(即邊)、組成的網(wǎng)絡(luò)圖結(jié)構(gòu)都包含有隱私信息[2].下面分別對(duì)結(jié)點(diǎn)、邊以及圖3方面的隱私信息進(jìn)行描述.

2.1 結(jié)點(diǎn)隱私信息

通常將社會(huì)網(wǎng)絡(luò)中結(jié)點(diǎn)隱私信息細(xì)分成3類:存在性信息、標(biāo)簽信息以及屬性信息.

(1)結(jié)點(diǎn)存在性信息即查看結(jié)點(diǎn)信息是否出現(xiàn)在此社會(huì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中,若出現(xiàn)才會(huì)認(rèn)為此結(jié)點(diǎn)信息可能是存在的隱私信息,若不存在,即不再研究此結(jié)點(diǎn)信息.

例如中國(guó)有幾百所大學(xué),其中某些大學(xué)被認(rèn)為是文科類院校,有些被認(rèn)為理科類院校,還有針對(duì)某類研究方向如建筑類、航空類、財(cái)經(jīng)類而聞名的學(xué)校,在這些看似極易被忽視的信息中,攻擊者可以經(jīng)過(guò)分析得出被攻擊者常出入某類院校,即可以認(rèn)為此用戶結(jié)點(diǎn)可能存在此網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,那么就可以確定被攻擊者是某類院校的學(xué)生,這個(gè)用戶的個(gè)人隱私就存在被侵犯的可能性.

從另外一個(gè)角度去分析,如果攻擊者已經(jīng)確定被攻擊者不在這個(gè)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,攻擊者就可以對(duì)自己信息進(jìn)行偽造,讓在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的用戶認(rèn)為他就是被攻擊者,那么攻擊者就可以在這個(gè)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)中獲得更多隱私信息.

Zou等[3]提出的k-automorphism(k-自同構(gòu))的社會(huì)網(wǎng)絡(luò)隱私保護(hù)技術(shù),對(duì)于結(jié)點(diǎn)存在性信息能進(jìn)行較好的保護(hù),還可以有效抵御結(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)攻擊.

(2)結(jié)點(diǎn)標(biāo)簽(Identifier,ID)信息通常被分為三大類:準(zhǔn)標(biāo)簽(Quasi-Identifier,QI)、敏感標(biāo)簽(Sensitive Attributes,SA)和非敏感標(biāo)簽(Non-Sensitive Attributes,NSA)信息.一旦攻擊者獲得被攻擊者的敏感標(biāo)簽信息,也就可以認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)中所有標(biāo)簽信息完全暴露,在對(duì)此類信息進(jìn)行處理時(shí)需要更為重視.

簡(jiǎn)單匿名隱私保護(hù)方法可以針對(duì)結(jié)點(diǎn)標(biāo)簽信息,以及后面介紹的邊標(biāo)簽信息進(jìn)行保護(hù),即在此類信息發(fā)布之前,使用虛假信息進(jìn)行替換或者進(jìn)行隱藏,其圖結(jié)構(gòu)不發(fā)生改變,這樣即使被攻擊者獲得,也不能輕易分析出用戶信息.但是這種技術(shù)不能較好地抵御背景知識(shí)攻擊,因此通常將其作為隱私保護(hù)的第一步,隨后再使用其他方法進(jìn)行加強(qiáng)處理.

社會(huì)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)動(dòng)態(tài)環(huán)境,張曉琳等[4]對(duì)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)特殊動(dòng)態(tài)性進(jìn)行分析,提出動(dòng)態(tài)隱私保護(hù)技術(shù),還可以對(duì)結(jié)點(diǎn)標(biāo)簽信息進(jìn)行有效處理,可以較好保護(hù)結(jié)點(diǎn)標(biāo)簽信息.

(3)結(jié)點(diǎn)屬性信息通常指的是結(jié)點(diǎn)度信息、結(jié)點(diǎn)之間最短距離、中心區(qū)域距離等,這類信息常為用戶隱私信息,且通常作為評(píng)價(jià)隱私算法的度量依據(jù).例如一個(gè)結(jié)點(diǎn)的度在社會(huì)網(wǎng)絡(luò)中可能表示一個(gè)用戶在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的比重,也就是說(shuō)一個(gè)用戶度信息量越大,表明此用戶在網(wǎng)絡(luò)中分量越大,攻擊者可以將此用戶當(dāng)作重點(diǎn)攻擊對(duì)象.

泛化隱私保護(hù)技術(shù)對(duì)于結(jié)點(diǎn)屬性信息及后面介紹的邊屬性信息有較好的保護(hù).主要是將結(jié)點(diǎn)或邊屬性信息通過(guò)概括方式進(jìn)行處理,處理后的結(jié)果是將原來(lái)的屬性信息擴(kuò)大范圍,不再只是表示一類數(shù)據(jù)對(duì)象,而是包含范圍更大的信息,可以有效降低用戶隱私信息被識(shí)別概率.Cheng等[5]針對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中屬性信息被泛化的程度進(jìn)行了劃分,分為全局和局部的泛化技術(shù).全局泛化技術(shù)就是將數(shù)據(jù)整體進(jìn)行泛化處理,優(yōu)點(diǎn)是對(duì)數(shù)據(jù)的保護(hù)更好,缺點(diǎn)就是數(shù)據(jù)損失量較大.局部泛化技術(shù)是對(duì)需要進(jìn)行隱私保護(hù)的數(shù)據(jù)處理,優(yōu)點(diǎn)是對(duì)數(shù)據(jù)的保護(hù)較全局泛化技術(shù)差一些,但是數(shù)據(jù)損失量相對(duì)而言較小.

蘭麗輝等[6]針對(duì)攻擊者對(duì)結(jié)點(diǎn)鄰接信息進(jìn)行再識(shí)別攻擊,提出有效的保護(hù)結(jié)點(diǎn)信息的隱私保護(hù)方法.林嚇洪[7]提出一種針對(duì)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)進(jìn)行聚類的隱私保護(hù)方法,將網(wǎng)絡(luò)中擁有相似屬性的結(jié)點(diǎn)劃分成一組結(jié)點(diǎn),對(duì)外公布這些組的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖,攻擊者在一組結(jié)點(diǎn)中無(wú)法較準(zhǔn)確區(qū)分哪個(gè)是被攻擊的目標(biāo),從而保護(hù)結(jié)點(diǎn)隱私信息.

2.2 邊隱私信息

邊是社會(huì)網(wǎng)絡(luò)中用戶與用戶是否存在關(guān)系的重要說(shuō)明.邊隱私信息可以被分為2種:邊存在性信息和邊屬性信息.邊屬性信息細(xì)分為邊標(biāo)簽信息和邊權(quán)重信息.

(1)邊存在性信息即查看此邊是否存在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中,若存在,即認(rèn)為用戶之間有關(guān)系,若不存在即不對(duì)此邊進(jìn)行研究.例如在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)交易環(huán)境中,用戶與用戶之間的邊表明他們之間可能存在關(guān)系,有關(guān)系就有交易行為,邊可以被攻擊者作為攻擊目標(biāo).

Campan等[8]設(shè)計(jì)了一種針對(duì)結(jié)點(diǎn)和邊均進(jìn)行操作的隱私保護(hù)方法.主要是先對(duì)結(jié)點(diǎn)進(jìn)行一次聚類操作,再對(duì)邊進(jìn)行一次簡(jiǎn)單匿名操作,可以有效地將聚類操作和匿名操作進(jìn)行結(jié)合,保護(hù)結(jié)點(diǎn)和邊隱私信息.

(2)邊標(biāo)簽信息可分為QI,SA,NSA信息.邊標(biāo)簽信息可能被攻擊者獲得,從而竊取用戶隱私信息.

申艷光等[9]設(shè)計(jì)了一種(k2,l)-anonymity((k2,l)-匿名)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)隱私保護(hù)模型,主要是將貪心算法和動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法進(jìn)行有效結(jié)合,用戶可以根據(jù)不同的隱私保護(hù)需求對(duì)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)中結(jié)點(diǎn)或者邊標(biāo)簽信息進(jìn)行處理,有效保護(hù)用戶的隱私信息.

Zheleva等[10]設(shè)計(jì)了一種隱私保護(hù)方法,主要是對(duì)邊信息進(jìn)行分類,把帶有敏感標(biāo)簽信息的邊進(jìn)行聚類,分為一類,隨后再進(jìn)行匿名處理.在這個(gè)過(guò)程中可能會(huì)刪除部分邊,但是刪除邊的數(shù)目隨時(shí)可統(tǒng)計(jì)出,敏感的隱私信息可以有效地被保護(hù).

(3)邊權(quán)重(權(quán)值)信息可以用來(lái)描述社會(huì)網(wǎng)絡(luò)中用戶間的關(guān)聯(lián)程度、距離、耗費(fèi)、通信代價(jià)等.攻擊者通過(guò)邊的重信息,可以獲得大量用戶隱私.

Das等[11]構(gòu)建了一種線性規(guī)劃模型,此模型中將邊權(quán)重作為描述網(wǎng)絡(luò)圖結(jié)構(gòu)的重要屬性,有效匿名了網(wǎng)絡(luò)圖中邊權(quán)重信息.

2.3 圖隱私信息

圖隱私信息是社會(huì)網(wǎng)絡(luò)中特有的信息,因?yàn)閳D是由結(jié)點(diǎn)和邊組合而成,除了包含各種結(jié)點(diǎn)和邊隱私信息之外,還包含圖結(jié)構(gòu)信息,如圖的向量中心性、冪律分布、聚集系數(shù)、結(jié)點(diǎn)間的路徑長(zhǎng)度以及結(jié)點(diǎn)可達(dá)性等.圖結(jié)構(gòu)信息通常包含龐大的信息量.因此對(duì)于此類結(jié)構(gòu)信息的保護(hù)應(yīng)該更為重視.

Zhou等[12]提出了一種改進(jìn)的k-匿名社會(huì)網(wǎng)絡(luò)隱私保護(hù)方法,主要是通過(guò)貪心算法將網(wǎng)絡(luò)圖中鄰接信息進(jìn)行獲取,隨后對(duì)提取的信息進(jìn)行k-匿名處理,可以有效抵御攻擊者通過(guò)圖鄰接信息進(jìn)行的攻擊.

張偉等[13]提出了一種建立k-鄰域同構(gòu)方法基礎(chǔ)上的社會(huì)網(wǎng)絡(luò)隱私保護(hù)技術(shù),主要通過(guò)圖鄰接矩陣中的三角矩陣來(lái)描述網(wǎng)絡(luò)圖中的鄰接子圖,對(duì)鄰接子圖進(jìn)行等價(jià)處理,有效將網(wǎng)絡(luò)圖的子圖結(jié)構(gòu)信息進(jìn)行匿名處理.

3 結(jié)語(yǔ)

對(duì)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)隱私保護(hù)技術(shù)的研究,目的之一是為了有效保護(hù)用戶的隱私信息,同時(shí)我們需要將社會(huì)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生出的龐大數(shù)據(jù)量提供給數(shù)據(jù)研究專家使用,可以有效發(fā)揮數(shù)據(jù)的價(jià)值.

本文主要簡(jiǎn)要介紹了社會(huì)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)概念,隱私信息及相關(guān)的隱私保護(hù)技術(shù).未來(lái)研究將從有以下兩個(gè)方向著手:(1)圖結(jié)構(gòu)信息的保護(hù).(2)針對(duì)不同用戶的隱私保護(hù)的要求,設(shè)計(jì)更合理的隱私保護(hù)方法.

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Study on social network privacy information

Zhang Jing, Miao Shuiqing, Li Xianfeng
(Xi'an Innovation College of Yan'an University, Xi'an 710100, China)

People for the use of frequency of social networks such as Facebook, micro-blog and WeChat is increased, and the social networks data generated by them had also increased. Attackers analyze and study this kind of data, which can quickly obtain other people's address,preferences, online transactions and other privacy information. At present, many experts have studied the privacy protection model of social network data publishing. This paper introduces the concepts of social networks, social network privacy information and related privacy protection technologies.

social network; privacy; information protection

2016年陜西教育廳科學(xué)研究項(xiàng)目;項(xiàng)目名稱:基于智能終端的泛在學(xué)習(xí)系統(tǒng)的研究;項(xiàng)目編號(hào):16JK2253.

張靜(1989- ),女,陜西西安人,助教,碩士;研究方向:網(wǎng)絡(luò)安全,隱私保護(hù).