车边缘计算环境中保护车辆轨迹的任务卸载方法及装置与流程

本发明涉及车联网边缘计算中任务卸载领域，特别是涉及到轨迹隐私保护的任务卸载领域。

背景技术：

1、在车边缘计算环境中，车辆在行驶过程中可通过将任务卸载到附近的边缘服务器上计算，以此提高了车载设备的任务处理能力以及降低任务处理时延，但边缘计算特有的位置隐私问题使得车辆用户的隐私面临着巨大的威胁。当车辆与边缘服务器距离越小，两者之间的无线信道条件就越好，因此车辆倾向于将更多的任务卸载给边缘服务器上计算，并且会通过频繁的任务迁移来获得更好的计算服务。因此，攻击者(如：不可信的服务提供商)利用这种无线接入特性，通过监测接入服务器上的任务请求信息，推测与跟踪车辆的位置与轨迹，造成其位置隐私泄露。

2、对于车辆位置隐私泄露的问题，当前应用在车联网环境下的车辆轨迹隐私保护方法主要有：基于混合区的车辆轨迹隐私保护、基于差分的车辆轨迹隐私保护、基于虚拟位置的车辆轨迹隐私保护等。以专利cn 108616813 a记载一种基于混合区的车联网位置隐私保护方法为例，该方法在混合区的外围设置一个随机静默区，车辆在随机静默区内按照静默策略随机的改变通信状态，还可配合协同静默策略进一步增强位置隐私。但在混合区域内会暂停服务限制通信，且频繁更换假名，对通信与服务产生影响。

3、以专利cn 115221557a记载一种基于差分隐私的车辆轨迹数据保护方法、系统、计算机设备和存储介质为例，该方法对轨迹数据进行网格划分，获取轨迹数据的噪声分布和起讫点分布；通过对各个分布进行采样获得采样位置点，并判断采样位置点的合理性，将合理采样位置点组合得到完整合成轨迹；最后根据完整合成轨迹，将合成轨迹的起讫点加上拉普拉斯噪声进行扰动，得到满足差分隐私保护的轨迹数据，进而保护车辆轨迹隐私。但加噪会影响车辆位置数据的准确性和可用性，无法保证服务质量。

4、以专利cn 110139214a记载一种vanet中基于虚拟位置的车辆位置隐私保护方法为例，该方法通过对用户车辆历史行为数据的挖掘建立位置隐私偏好模型，预测在不同上下文场景下服务请求者的位置隐私保护强度k；其次基于圆划分生成候选虚拟位置，再基于位置熵和虚假位置是否分散得到最终的k-1个假位置，最后计算得到实际查询位置和查询半径完成服务查询，但这种方法会增加系统开销。

5、目前这些车辆位置隐私保护方案仅仅只考虑了对车辆位置隐私的保护，忽略了由此带来的车辆能耗以及计算时延的增加。因此，有必要提供一种新型的车边缘计算环境中保护车辆轨迹的任务卸载方法及装置，以克服上述缺陷。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种新型的车边缘计算环境中保护车辆轨迹的任务卸载方法及装置，其能实现隐私损失与时延、能耗之间的最优平衡。

2、为了达到上述目的，本发明提供一种车边缘计算环境中保护车辆轨迹的任务卸载方法，包括：

3、系统建模，通过选择本地计算和/或mec服务器计算，确定处理n个任务所需的总时间、总能耗和隐私泄露度；

4、确定任务卸载的选择问题，为求解总时间、总能耗和隐私泄露度最小化的决策问题；

5、基于mdp进行任务转化，利用dqn算法迭代求解决策问题，得到任务卸载的最优决策。

6、本发明还提供一种车边缘计算环境中保护车辆轨迹的任务卸载装置，该装置包括：

7、车载计算机，用于进行卸载任务本地计算；

8、边缘服务器，用于与车载计算机通信，进行卸载任务的计算；

9、任务卸载模块，用于进行卸载任务的卸载决策，将卸载任务分配给车载计算机和/或边缘服务器。

10、本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述车边缘计算环境中保护车辆轨迹的任务卸载方法的步骤。

11、本发明还提供一种计算机终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述车边缘计算环境中保护车辆轨迹的任务卸载方法的步骤。

12、与相关技术相比较，本发明通过将任务卸载到距离更远的服务器，使得攻击者无法接入服务器推测出车辆真实位置的成功概率更小；将边缘服务器选择问题转化为隐私损失、能耗、时延三者之间的最小化问题；基于dqn的最优卸载决策选择算法，使用值函数近似与神经网络技术，来实现隐私损失与时延、能耗之间的最优平衡。

技术特征：

1.一种车边缘计算环境中保护车辆轨迹的任务卸载方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的车边缘计算环境中保护车辆轨迹的任务卸载方法，其特征在于，在本地计算中：

3.根据权利要求2所述的车边缘计算环境中保护车辆轨迹的任务卸载方法，其特征在于，在mec服务器计算中：

4.根据权利要求3所述的车边缘计算环境中保护车辆轨迹的任务卸载方法，其特征在于，决策问题的目标函数，定义为：

5.根据权利要求4所述的车边缘计算环境中保护车辆轨迹的任务卸载方法，其特征在于，基于mdp进行任务转化，包括：

6.根据权利要求5所述的车边缘计算环境中保护车辆轨迹的任务卸载方法，其特征在于，利用dqn算法迭代求解决策问题，包括：

7.根据权利要求5所述的车边缘计算环境中保护车辆轨迹的任务卸载方法，其特征在于，

8.一种应用如权利要求1-6任一所述的车边缘计算环境中保护车辆轨迹的任务卸载方法的装置，其特征在于，该装置包括：

9.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述车边缘计算环境中保护车辆轨迹的任务卸载方法的步骤。

10.一种计算机终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述车边缘计算环境中保护车辆轨迹的任务卸载方法的步骤。

技术总结发明提供一种车边缘计算环境中保护车辆轨迹的任务卸载方法及装置，所述方法包括系统建模，通过选择本地计算和/或MEC服务器计算，确定处理N个任务所需的总时间、总能耗和隐私泄露度；确定任务卸载的选择问题，为求解总时间、总能耗和隐私泄露度最小化的决策问题；基于MDP进行任务转化，利用DQN算法迭代求解决策问题，得到任务卸载的最优决策。与相关技术相比，本发明提供的车边缘计算环境中保护车辆轨迹的任务卸载方法及装置其能实现隐私损失与时延、能耗之间的最优平衡。技术研发人员：姜载乐,曹菁菁,尹海波,刘齐军,陈孝经,聂璐璐受保护的技术使用者：湖南天河文链科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1