一種改進(jìn)的隱私保護(hù)關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘方法研究

張堅(jiān)英，馬俊杰

中國(guó)人民解放軍63726部隊(duì)技術(shù)室，寧夏 銀川 750004

0 引言

隨著信息技術(shù)的發(fā)展,數(shù)據(jù)挖掘在一些深層次的應(yīng)用中發(fā)揮了積極的作用。但與此同時(shí),也帶來(lái)隱私保護(hù)方面的問題。例如,通過一般的方法對(duì)銀行卡客戶的交易行為等信息的關(guān)聯(lián)分析,可以發(fā)現(xiàn)用戶在交易行為上的特點(diǎn),但不可避免地會(huì)造成用戶的隱私泄漏。所以在數(shù)據(jù)挖掘過程中解決好隱私保護(hù)的問題,成為數(shù)據(jù)挖掘的一個(gè)研究熱點(diǎn)[1-2]。

數(shù)據(jù)挖掘的目標(biāo)是從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取隱藏的或者是潛在的有用規(guī)則或者模式,然而,數(shù)據(jù)挖掘中隱私保護(hù)的目標(biāo)是把特定的敏感信息隱藏起來(lái),而不被數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)發(fā)現(xiàn)。對(duì)于給定需要隱藏的項(xiàng)目集,對(duì)LHS（ISL）法和RHS（DSR）法進(jìn)行了改進(jìn),解決了關(guān)聯(lián)規(guī)則提取中的隱私保護(hù)問題,同時(shí)保證處理后的關(guān)聯(lián)規(guī)則在隨后的關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘中不被發(fā)現(xiàn)。

1 相關(guān)工作

數(shù)據(jù)隱藏試圖在數(shù)據(jù)泄露前將機(jī)密或隱私信息的有關(guān)數(shù)據(jù)刪除。知識(shí)隱藏是指保密知識(shí)遠(yuǎn)離數(shù)據(jù)進(jìn)行保密處理。因?yàn)殛P(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘的緣故，眾多有效的關(guān)聯(lián)規(guī)則得以發(fā)現(xiàn)；但與此同時(shí)，許多不想為人知的隱私規(guī)則也暴露無(wú)遺。為解決這一矛盾性問題，我們必須對(duì)挖掘過程加以限制，以確保這些敏感規(guī)則隱藏起來(lái)，這方面的解決辦法非常之多。其中常用的一種即基于支持度和信任度的分塊方法[3-5]。

針對(duì)上一節(jié)問題給出了問題的解決辦法,首先，采用先驗(yàn)算法來(lái)找出頻繁項(xiàng)集，然后，為獲得全局支持度和信任度而不泄露隱私，會(huì)采用安全計(jì)算法。而針對(duì)知識(shí)隱藏會(huì)采用一種改進(jìn)算法來(lái)達(dá)到滿意效果。

2 算法改進(jìn)的描述

通過其它方法來(lái)隱藏敏感規(guī)則時(shí)，要?jiǎng)h除某個(gè)項(xiàng)目或借助一個(gè)未知數(shù)據(jù)來(lái)改變?cè)紨?shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)針對(duì)如何隱藏信息的關(guān)聯(lián)規(guī)則，Wang and Jafari[6]給出兩種數(shù)據(jù)挖掘算法即:增加支持LHS（ISL）法和減少支持RHS（DSR）法。前一種算法旨在增加對(duì)規(guī)則左邊的支持度，而后者則在于減少對(duì)規(guī)則右邊的支持度。有關(guān)ISL算法的具體介紹如下:

ISL算法

輸入:

3 實(shí)驗(yàn)與結(jié)論

通過上述方法，敏感規(guī)則會(huì)被隱藏，但一些非敏感規(guī)則也可能也被隱藏，并可能人為生成許多新規(guī)則。為解決這一問題，系統(tǒng)應(yīng)通過使用挖掘結(jié)果來(lái)對(duì)選擇過程（挑選出項(xiàng)目以進(jìn)行修改）加以限制，有關(guān)操作步驟如圖1所示。

修改選擇過程時(shí)，我們可以選擇其它項(xiàng)作為犧牲項(xiàng)以獲得更好的效果。然后，加入一些噪音規(guī)則以提高安全性。

由于分塊算法的主要不足之處在于，數(shù)據(jù)集與分塊值的數(shù)據(jù)均不會(huì)失真，因此，建立一些噪音規(guī)則就成為必要，以使數(shù)據(jù)集失真，這個(gè)可以在剪枝算法環(huán)節(jié)進(jìn)行刪除。

本文在探討關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘、數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)的構(gòu)建時(shí)，對(duì)針對(duì)隱私保護(hù)的一些解決方法進(jìn)行了詳細(xì)分析，它們均考慮到數(shù)據(jù)挖掘過程中存在的主要安全隱患問題。通過采用ISL和DSR方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)敏感規(guī)則的隱藏；同時(shí)，本文提出了一種可以獲得更佳效果的優(yōu)化方法，其負(fù)面影響也較小。針對(duì)海量數(shù)據(jù)，有關(guān)解決方法所帶來(lái)的負(fù)面影響盡管較小,但安全計(jì)算會(huì)帶來(lái)通信成本巨大、密碼系統(tǒng)復(fù)雜以致算法效率降低等問題。

圖1 敏感規(guī)則的隱藏過程圖

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