隐私保护的信息熵模型及其度量方法

来源：软件学报杂志2016年第8期北京时间：

作者：彭长根,丁红发,朱义杰,田有亮,符祖峰

单位：彭长根，贵州省公共大数据重点实验室(贵州大学), 贵州 贵阳 550025;贵州大学 计算机科学与技术学院, 贵州 贵阳 550025;贵州大学 密码学与数据安全研究所, 贵州 贵阳 55002511,丁红发，贵州大学 理学院, 贵州 贵阳 550025;贵州财经大学 信息学院, 贵州 贵阳 55002502,朱义杰，贵州大学 计算机科学与技术学院, 贵州 贵阳 550025;贵州大学 密码学与数据安全研究所, 贵州 贵阳 55002503,田有亮，贵州省公共大数据重点实验室(贵州大学), 贵州 贵阳 550025;贵州大学 计算机科学与技术学院, 贵州 贵阳 550025;贵州大学 密码学与数据安全研究所, 贵州 贵阳 55002504,符祖峰，贵州大学 计算机科学与技术学院, 贵州 贵阳 55002505

摘要：隐私的量化是隐私保护技术的重要支撑，信息熵作为信息的量化手段，自然可以用于解决隐私度量问题. 基于Shannon信息论的通信框架，提出了几种隐私保护信息熵模型，以解决隐私保护系统的相关度量问题，主要包括：隐私保护基本信息熵模型、含敌手攻击的隐私保护信息熵模型、带主观感受的信息熵模型和多隐私信源的隐私保护信息熵模型.在这些模型中，将信息拥有者假设为发送方，隐私谋取者假设为接收方，隐私的泄露渠道假设为通信信道；基于这样的假设，分别引入信息熵、平均互信息量、条件熵及条件互信息等来分别描述隐私保护系统信息源的隐私度量、隐私泄露度量、含背景知识的隐私度量及泄露度量；以此为基础，进一步提出了隐私保护方法的强度和敌手攻击能力的量化测评，为隐私泄露的量化风险评估提供了一种支撑；最后，针对位置隐私保护的应用场景，给出了具体的信息熵模型及隐私保护机制和攻击能力的度量及分析.所提出的模型和隐私量化方法，可以为隐私保护技术和隐私泄露风险分析与评估提供可行的理论基础.

关键词：隐私保护;通信模型;信息熵;隐私度量;风险评估

基金资助：国家自然科学基金（61262073，61363068）；全国统计科研重点项目（2013LZ46）；贵州省教育厅创新团队项目（2013-09）