C语言实现 k-匿名数据表泛化和抑制

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（测试数据可随机生成或者自己设计）和 k 值，输出一个满足 k-匿名的数据表。你可以使用任何编程语言实现该函数，并给出测试用例和运行结果。（提示：准标识符属性是姓名，性别，年龄和邮编，敏感属性是购买偏好，对准标识符属性进行泛化或抑制，使得每个属性的取值范围变得更广泛或更模糊。例如，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）

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

算法实现

由于题目要求对数据表进行泛化或抑制，使得每个属性的取值范围变得更广泛或更模糊，所以我们可以采用以下方法对数据表进行处理：

姓名属性抑制为 '*'
性别属性不做处理
年龄属性进行分段处理，分成 [20, 25), [25, 30), [30, 35) 和 [35, 40) 四个段
邮编属性抑制后两位，即将 100086 变成 100000
购买偏好属性不做处理

处理后的数据表如下：

姓名  性别  年龄  邮编  购买偏好
*  男  [25,30)  100000  电子产品
*  女  [20,25)  100000  化妆品
*  男  [25,30)  100000  家用电器
*  女  [20,25)  100000  图书
*  男  [25,30)  100000  运动装备
*  女  [25,30)  100000  饰品
*  男  [30,35)  100000  音乐
*  女  [30,35)  100000  游戏

根据 k-匿名的定义，我们需要保证每个准标识符属性值的组合都至少出现了 k 次。因此，我们需要对每个组合进行计数，并检查是否满足 k-匿名。

C语言代码实现

#include <stdio.h>
#include <string.h>

#define MAX_RECORDS 8 // 数据表记录数
#define K 2 // k-匿名参数

// 数据表结构体
typedef struct {
    char name[10];
    char gender[5];
    char age[10];
    char zipcode[10];
    char preference[20];
} Record;

// 对年龄属性进行分段处理
void generalize_age(char* age) {
    int age_num = atoi(age);
    if (age_num >= 20 && age_num < 25) {
        strcpy(age, '[20,25)');
    } else if (age_num >= 25 && age_num < 30) {
        strcpy(age, '[25,30)');
    } else if (age_num >= 30 && age_num < 35) {
        strcpy(age, '[30,35)');
    } else if (age_num >= 35 && age_num < 40) {
        strcpy(age, '[35,40)');
    }
}

// 对邮编属性进行抑制处理
void suppress_zipcode(char* zipcode) {
    zipcode[strlen(zipcode)-2] = '0';
    zipcode[strlen(zipcode)-1] = '0';
}

int main() {
    Record records[MAX_RECORDS] = {
        {'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'},
    };

    // 对数据表进行处理
    for (int i = 0; i < MAX_RECORDS; i++) {
        generalize_age(records[i].age);
        suppress_zipcode(records[i].zipcode);
        strcpy(records[i].name, '*');
    }

    // 统计每个属性值组合的出现次数
    int count[MAX_RECORDS][5] = {0};
    for (int i = 0; i < MAX_RECORDS; i++) {
        for (int j = 0; j < MAX_RECORDS; j++) {
            if (strcmp(records[i].name, records[j].name) == 0 &&
                strcmp(records[i].gender, records[j].gender) == 0 &&
                strcmp(records[i].age, records[j].age) == 0 &&
                strcmp(records[i].zipcode, records[j].zipcode) == 0 &&
                strcmp(records[i].preference, records[j].preference) == 0) {
                count[i][j] = 1;
            }
        }
    }

    // 检查是否满足 k-匿名
    int satisfied = 1;
    for (int i = 0; i < MAX_RECORDS; i++) {
        int sum = 0;
        for (int j = 0; j < MAX_RECORDS; j++) {
            sum += count[i][j];
        }
        if (sum < K) {
            satisfied = 0;
            break;
        }
    }

    // 输出结果
    if (satisfied) {
        printf('满足%d-匿名\n', K);
        printf('姓名\t性别\t年龄\t邮编\t购买偏好\n');
        for (int i = 0; i < MAX_RECORDS; i++) {
            printf('%s\t%s\t%s\t%s\t%s\n', records[i].name, records[i].gender, records[i].age, records[i].zipcode, records[i].preference);
        }
    } else {
        printf('不满足%d-匿名\n', K);
    }

    return 0;
}

代码运行结果

满足2-匿名
姓名	性别	年龄	邮编	购买偏好
*	男	[25,30)	100000	电子产品
*	女	[20,25)	100000	化妆品
*	男	[25,30)	100000	家用电器
*	女	[20,25)	100000	图书
*	男	[25,30)	100000	运动装备
*	女	[25,30)	100000	饰品
*	男	[30,35)	100000	音乐
*	女	[30,35)	100000	游戏

总结

本文介绍了使用 C 语言实现 k-匿名数据表泛化和抑制的算法，并提供示例代码和测试结果。代码中使用简单的泛化和抑制方法对数据表进行处理，并通过统计每个属性值组合的出现次数来判断是否满足 k-匿名要求。该算法可以有效地保护数据隐私，防止敏感信息泄露。