多参数扰动的隐私保护关联规则挖掘算法研究

论文摘要

随着信息技术、网络技术、数据存储技术和高性能处理器技术的进步,数据资料的规模急速膨胀,从而促进了数据挖掘(Data Mining,DM)技术的产生和飞速发展。数据挖掘在不断的挖掘出知识和规律,为政府、企业和个人带来便利的同时,也不可避免的涉及到人们的隐私问题。同时,随着社会的进步,人们对隐私的重视程度也越来越高,这也给数据挖掘带来了新的困难。隐私保护数据挖掘就是为了解决隐私保护和数据挖掘之间的矛盾而产生和发展的。本文首先阐述了数据挖掘、关联规则挖掘的基本理论和隐私保护数据挖掘的主要技术。在此基础上,对隐私保护关联规则挖掘的经典算法MASK算法进行了深入浅出的介绍和分析,并对多参数扰动算法做了详细的研究。与MASK算法相比,多参数扰动算法提高了隐私保护度和数据挖掘的准确度,但多参数扰动算法的频繁项集还原部分仍存在时间效率不高的问题,尤其是随着项集的增大,这个问题变的越来越严重。针对这个问题,本文对多参数随机扰动算法进行了较深入的研究,并根据该算法频繁项集还原模型的特点提出了两个改进的方法。方法一把求解转换矩阵逆矩阵的过程由两步变为一步,从而提高了时间效率。方法二由要求出转换矩阵逆矩阵的所有元素变为只求出转换矩阵逆矩阵的首行元素,从而又进一步提高了时间效率。最后通过理论分析和实验结果,表明方法一改进后的算法的时间效率高于原算法的时间效率,方法二改进后的算法的时间效率高于方法一改进后的算法的时间效率。另外,方法二改进后的算法在空间效率方面比原算法也有一定的改进。因为各种多参数扰动算法的频繁项集还原模型是一样的,所以对多参数随机扰动算法的改进也可以应用到别的多参数扰动算法上。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 隐私保护数据挖掘的研究现状
• 1.3 论文研究内容与组织结构
• 1.3.1 论文研究内容
• 1.3.2 论文组织结构
• 第2章 隐私保护关联规则挖掘概述
• 2.1 数据挖掘
• 2.1.1 数据挖掘概述
• 2.1.2 数据挖掘研究前景
• 2.2 关联规则挖掘
• 2.2.1 关联规则挖掘基本概念
• 2.2.2 项集的性质
• 2.2.3 关联规则挖掘的步骤
• 2.2.4 关联规则挖掘算法的分类
• 2.3 隐私的概念
• 2.3.1 隐私的定义
• 2.3.2 隐私的分类
• 2.4 隐私保护数据挖掘的分类
• 2.5 集中式环境下的隐私保护数据挖掘方法
• 2.5.1 基于随机干扰的隐私保护关联规则挖掘方法
• 2.5.2 基于随机干扰的隐私保护聚类挖掘方法
• 2.5.3 基于数据屏蔽的隐私保护分类挖掘方法
• 2.6 分布式环境下的隐私保护数据挖掘方法
• 2.7 本章小结
• 第3章 多参数扰动算法
• 3.1 MASK 算法思想
• 3.2 多参数扰动算法
• 3.2.1 多参数扰动算法的提出
• 3.2.2 多参数扰动算法的分析
• 3.2.3 项集支持度的重构
• 3.2.4 转换矩阵逆矩阵的求解算法
• 3.2.5 频繁频集还原过程
• 3.3 多参数随机扰动算法的改进方法一
• 3.3.1 求解转换矩阵逆矩阵
• 3.3.2 项集支持度的重构
• 3.3.3 转换矩阵逆矩阵的求解算法
• 3.3.4 频繁项集还原过程
• 3.4 多参数随机扰动算法的改进方法二
• 3.4.1 直接求转换矩阵逆矩阵的首行元素
• 3.4.2 项集支持度的重构
• 3.4.3 转换矩阵逆矩阵首行元素求解方法
• 3.4.4 频繁项集还原过程
• 3.5 实例对比
• 3.6 本章小结
• 第4章 实验及结果分析
• 4.1 实验环境与测试数据集
• 4.2 实验结果及分析
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参加的项目
• 致谢