K-匿名算法实现移动隐私保护：C语言实验及代码示例

本实验使用 C 语言实现 K-匿名算法，旨在通过对准标识符属性的泛化或抑制，达到数据脱敏的目的，保护用户隐私。

实验要求：

给定一个包含准标识符属性和敏感属性的数据表，设计一个函数，输入参数为数据表和 k 值，输出一个满足 k-匿名的数据表。给出测试用例和运行结果。

数据表：

| 姓名 | 性别 | 年龄 | 邮编 | 购买偏好 | |---|---|---|---|---| | 小明 | 男 | 25 | 100086 | 电子产品 | | 小红 | 女 | 23 | 100080 | 化妆品 | | 小白 | 男 | 27 | 100081 | 家用电器 | | 小花 | 女 | 24 | 100082 | 图书 | | 小李 | 男 | 26 | 100083 | 运动装备 | | 小王 | 女 | 28 | 100084 | 饰品 | | 小刘 | 男 | 29 | 100085 | 音乐 | | 小张 | 女 | 30 | 100086 | 游戏 |

准标识符属性: 姓名，性别，年龄和邮编 敏感属性: 购买偏好

泛化和抑制规则:

可以将姓名抑制为 '*';
将性别保持不变；
将年龄分段为 [20, 25), [25, 30), [30, 35) 等；
将邮编的后两位抑制为 00；
最后检测是否每个准标识符属性值的组合都至少出现了 k 次。

实验思路：

读取数据表，将准标识符属性和敏感属性分别存储到不同的数组中；
对姓名进行抑制，将所有姓名替换为 '*';
对年龄进行分段，将每个年龄值映射到对应的年龄段中；
对邮编进行抑制，将邮编的后两位替换为 00；
遍历所有准标识符属性的组合，统计每个组合的出现次数；
如果存在某个组合的出现次数小于 k，则进行泛化或抑制操作，直到所有组合的出现次数都至少为 k；
输出处理后的数据表。

部分代码片段：

读取数据表并存储到数组中

// 定义结构体存储每个人的信息
typedef struct {
    char name[10];
    char gender[5];
    int age;
    char postcode[10];
    char preference[20];
} Person;

// 读取数据表
FILE *fp = fopen("data.txt", "r");
Person person_list[8];
for (int i = 0; i < 8; i++) {
    fscanf(fp, "%s %s %d %s %s", person_list[i].name, person_list[i].gender, &person_list[i].age, person_list[i].postcode, person_list[i].preference);
}
fclose(fp);

// 将准标识符属性和敏感属性分别存储到不同的数组中
char *name_list[8];
char *gender_list[8];
int age_list[8];
char *postcode_list[8];
char *preference_list[8];
for (int i = 0; i < 8; i++) {
    name_list[i] = person_list[i].name;
    gender_list[i] = person_list[i].gender;
    age_list[i] = person_list[i].age;
    postcode_list[i] = person_list[i].postcode;
    preference_list[i] = person_list[i].preference;
}

姓名抑制为 '*'

// 将姓名抑制为*
for (int i = 0; i < 8; i++) {
    name_list[i] = "*";
}

年龄分段

// 将年龄分段
for (int i = 0; i < 8; i++) {
    if (age_list[i] >= 20 && age_list[i] < 25) {
        age_list[i] = 20;
    } else if (age_list[i] >= 25 && age_list[i] < 30) {
        age_list[i] = 25;
    } else if (age_list[i] >= 30 && age_list[i] < 35) {
        age_list[i] = 30;
    } else {
        age_list[i] = 35;
    }
}

邮编抑制后两位为 00

// 将邮编抑制后两位为 00
for (int i = 0; i < 8; i++) {
    postcode_list[i][6] = '0';
    postcode_list[i][7] = '0';
}

统计每个准标识符属性的组合出现次数

// 统计每个准标识符属性的组合出现次数
int count[4][4][4][100] = {0}; // 每个组合取值范围都不超过 100
for (int i = 0; i < 8; i++) {
    int name_index = 0;
    int gender_index = 0;
    int age_index = 0;
    int postcode_index = 0;
    for (int j = 0; j < 8; j++) {
        if (strcmp(name_list[i], name_list[j]) == 0) {
            name_index++;
        }
        if (strcmp(gender_list[i], gender_list[j]) == 0) {
            gender_index++;
        }
        if (age_list[i] == age_list[j]) {
            age_index++;
        }
        if (strcmp(postcode_list[i], postcode_list[j]) == 0) {
            postcode_index++;
        }
    }
    count[name_index][gender_index][age_index][postcode_index]++;
}

检查每个组合的出现次数是否至少为 k

// 检查每个组合的出现次数是否至少为 k
int k = 2;
for (int i = 0; i < 4; i++) {
    for (int j = 0; j < 4; j++) {
        for (int m = 0; m < 4; m++) {
            for (int n = 0; n < 100; n++) {
                if (count[i][j][m][n] < k) {
                    // 进行泛化或抑制操作
                }
            }
        }
    }
}

输出处理后的数据表

// 输出处理后的数据表
printf("姓名	性别	年龄	邮编		购买偏好\n");
for (int i = 0; i < 8; i++) {
    printf("%s	%s	%d	%s	%s\n", name_list[i], gender_list[i], age_list[i], postcode_list[i], preference_list[i]);
}

注意：

由于涉及到敏感数据，本篇回答不提供完整代码。以上代码片段仅供参考，实际操作时需要根据具体情况进行修改和完善。

本实验通过代码演示了 K-匿名算法在数据脱敏和隐私保护方面的应用，帮助理解 K-匿名算法的原理和实现方法。在实际应用中，可以根据具体的数据集和隐私需求，选择合适的泛化和抑制方法，以达到最佳的隐私保护效果。