R-트리를 활용한 시공간 질의 처리의 위치 개인정보 보호 기법

권동섭(Dongseop Kwon) 한국전자거래학회 2010 한국전자거래학회지 Vol.15 No.3

유비쿼터스 컴퓨팅 및 모바일 기술의 발달에 따라 위치 기반 서비스의 사용이 확대되어 가고 있고 모바일 전자 거래 환경에서 가장 주요한 서비스로 자리 잡고 있다. 하지만, 이와 함께 개인의 위치가 추적되고 노출됨에 의하여 사생활 침해와 같은 문제점들도 대두되고 있다. 본 연구는 개인의 위치를 노출시키지 않고도 시공간 질의를 처리하기 위한 새로운 시공간 질의 처리 기법을 제안한다. 기존의 사용자 위치 은폐 기술은 사용자의 식별자를 감추거나 위치를 정적인 4분 트리나 격자 구조를 이용하여 은폐하는 방법을 사용하였다. 격자를 이용한 위치 은폐는 단순히 사용자의 식별자를 감추는 방법에 비해서는 우수한 방법이지만 미리 정해진 격자의 크기에 의해 위치를 은폐하므로 객체의 위치 분포에 따라 실제보다 불필요하게 많은 오차를 포함하게 되어 질의 성능이 저하되는 문제점을 지닌다. 본 연구에서는 시공간 질의 처리에 널리 사용되는 R-트리를 이용하여 위치 은폐를 수행하는 기법을 제안한다. R-트리의 노드는 기본적으로 최소 객체 개수를 보장하므로 R-트리의 MBR을 은폐된 위치로 직접 사용하면 위치 분포에 보다 능동적으로 대처할 수 있다. 본 연구는 다양한 실험을 통하여 R-트리에 기반한 위치 은폐가 기존의 기법들에 비하여 우수한 성능을 보임을 증명하였다. The prevailing infrastructure of ubiquitous computing paradigm on the one hand making significant development for integrating technology in the daily life but on the other hand raising concerns for privacy and confidentiality. This research presents a new privacy-preserving spatio-temporal query processing technique, in which location based services (LBS) can be serviced without revealing specific locations of private users. Existing location cloaking techniques are based on a grid-based structures such as a Quadtree and a multi-layered grid. Grid-based approaches can suffer a deterioration of the quality in query results since they are based on pre-defined size of grids which cannot be adapted for variations of data distributions. Instead of using a grid, we propose a location-cloaking algorithm which uses the R-tree, a widely adopted spatio-temporal in-dex structure. The proposed algorithm uses the MBRs of leaf nodes as the cloaked locations of users, since each leaf node guarantees having not less than a certain number of objects. Experimental results show the superiority of the proposed method.

글로벌 공간정보 SNS 플랫폼, 파파야

권동섭(Dongseop Kwon) 한국정보과학회 2015 정보과학회지 Vol.33 No.1

R - 트리에서 빈번한 변경 질의 처리를 위한 효율적인 기법

권동섭(Dongseop Kwon),이상준(Sangjun Lee),이석호(Sukho Lee) 한국정보과학회 2004 정보과학회논문지 : 데이타베이스 Vol.31 No.3

정보 통신 기술의 발달은 데이타베이스 분야에도 새로운 응용들을 만들고 있다. 예를 들어, 수많은 객체들의 위치를 추적하는 이동 객체 데이타베이스나 각종 센서들로부터 들어오는 데이타 스트림을 처리하는 스트림 데이타베이스에서 다루는 데이타는 일반적으로 매우 빠르고 끊임없이 변경된다. 하지만, 전통적인 데이타베이스에서는 데이타를 사용자의 명시적인 변경이 있기 전까지는 변하지 않는 상대적으로 정적인 것으로 간주하고 있기 때문에, 전통적인 데이타베이스 시스템은 이러한 끊임없고 동적인 데이타의 변화를 효율적으로 처리하는데 문제를 지닌다. 특히 다차원 데이타 처리를 위한 대표적 인덱스 구조인 R-트리의 경우, 데이타의 삽입이나 삭제가 연속적인 노드의 분할이나 합병을 유발하고 있으므로 이러한 문제는 더 심각해진다. 본 논문에서는 이러한 빈번한 변경 효율적으로 처리하기 위하여 새로운 R-트리 갱신 기법인 리프 갱신 기법을 제안한다. 리프 갱신 기법에서는 새로운 데이타가 이전에 속해있던 리프 노드의 MBR 내에 있으면 전체 트리를 변경하지 않고 해당 리프 노드만을 변경시킨다. 이러한 리프 갱신 처리와 리프 노드를 직접 접근하게 해주는 리프 접근 해시 테이블을 이용하여 리프 갱신 기법은 데이타의 변경 연산 비용을 크게 줄인다. 제안기법은 기존 R-트리의 알고리즘과 구조를 그대로 이용하고, R-트리의 정확성을 보장하므로 다양한 R-트리 변종들에도 적용 가능하고 R-트리를 이용하는 다양한 응용 환경에 이용이 가능하다. 본 논문에서는 제안 기법이 기존 기법에 대하여 가지는 갱신 연산의 비용 이득을 수학적으로 분석하였고, 실험을 통하여 제안 기법의 우수성을 확인하였다. Advances in information and communication technologies have been creating new classes of applications in the area of databases. For example, in moving object databases, which track positions of a lot of objects, or stream databases, which process data streams from a lot of sensors, data processed in such database systems are usually changed very rapidly and continuously. However, traditional database systems have a problem in processing these rapidly and continuously changing data because they suppose that a data item stored in the database remains constant until it is explicitly modified. The problem becomes more serious in the R-tree, which is a typical index structure for multidimensional data, because modifying data in the R-tree can generate cascading node splits or merges. To process frequent updates more efficiently, we propose a novel update technique for the R-tree, which we call the leaf-update technique. If a new value of a data item lies within the leaf MBR that the data item belongs, the leaf-update technique changes the leaf node only, not whole of the tree. Using this leaf-update manner and the leaf-access hash table for direct access to leaf nodes, the proposed technique can reduce update cost greatly. In addition, the leaf-update technique can be adopted in diverse variants of the R-tree and various applications that use the R-tree since it is based on the R-tree and it guarantees the correctness of the R-tree. In this paper, we prove the effectiveness of the leaf-update techniques theoretically and present experimental results that show that our technique outperforms traditional one.

이동 객체 위치 색인을 위한 R - 트리 갱신 기법

권동섭(Dongseop Kwon),이상준(Sangjun Lee),이석호(Sukho Lee) 한국정보과학회 2003 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.30 No.1A

최근에 이동 객체의 위치를 추적하는 기술은 여러 응용 분야에서 중요성이 증대되고 있다. 그러나 지속적으로 움직이는 이동 객체의 위치를 추적하기 위해서는 매우 많은 수의 인덱스 변경 연산을 수행하여야 하므로 R-트리와 같은 전통적인 공간 인덱스 구조로는 처리하기 어렵다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 객체의 움직임을 간단한 선형 함수로 가정하여 색인하는 연구들이 있어왔지만, 실제 응용에서는 객체의 움직임이 매우 복잡하므로 이러한 방법을 이용하기 적합하지 않다. 본 논문에서는 복잡한 움직임을 가지는 객체를 효율적으로 색인하기 위한 R-트리의 지연 갱신 기법을 제안한다. 이 기법은 객체가 이동할 때마다 트리의 구조를 변경하지 않고, 객체가 이전에 속해 있던 R-트리의 MBR(Minimum Bounding Rectangle)을 벗어날 때만 트리의 구조를 변경하므로 R-트리의 갱신 연산 비용을 크게 줄일 수 있다. 뿐만 아니라, 기본적인 R-트리의 구조와 연산을 그대로 이용하므로 다양한 R-트리 변종 트리에서도 쉽게 적용이 가능하고, R-트리를 이용하여 이미 구축되어 있는 다양한 응용 환경에 쉽게 이용할 수 있다.

Voronoi 다이어그램을 이용한 고속 최근접 검색 기법

권동섭(Dongseop Kwon),최원익(Wonik Choi),박명선(Myungsun Park),이석호(Sukho Lee) 한국정보과학회 1999 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.26 No.2Ⅰ

최근접 검색(nearest neighbor search)을 위해서 대부분의 기존 기법들은 데이타를 특징한 공간 인덱스 구조를 이용하여 인덱싱하고 이 인덱스를 이용하여 질의를 수행하는 방법을 사용하였다. 본 연구에서는 이러한 데이타 자체를 인덱싱하는 방법과는 달리 미리 최근접 질의의 결과가 되는 Voronoi 다이어그램을 생성해두고, 이를 통하여 최근접 검색을 수행하는 VGrid(Voronoi diagram-Grid)기법을 제안한다. 이 방법은 미리 모든 데이타에 대한 Voronoi 다이어그램을 계산하고 그 결과를 격자(grid)를 이용하여 인덱싱한 다음 최근접 검색 질의가 주어지면 이 격자 인덱스를 이용하여 빠르게 결과를 찾아낸다. 이 방법을 이용하면 처음 인덱스를 생성할 때는 많은 계산 시간이 소모되지만, 일단 인덱스가 구성되고 나면 최근접 검색 질의 처리 시 디스크 접근 회수가 줄기 때문에 기존의 기법에 비해 빠르게 최근접 검색 질의를 수행할 수 있다.

효율적인 최근접 질의 처리를 위한 Voronoi 다이어그램 기반 그리드 검색 구조

권동섭(Dongseop Kwon) 한국컴퓨터정보학회 2008 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.13 No.1

최근접 질의(nearest-neighbor query)는 멀티미디어 시스템이나 GIS 시스템과 같은 여러 가지 응용 분야에서 사용되는 중요한 질의 처리 기법 중 하나이다. 최근접 검색 기법들을 위한 다양한 연구가 제안되었으나 이러한 기법들은 질의 수행 시 데이터를 검색하여 최근접 질의를 처리하므로 성능의 한계가 있었다. 본 논문에서는 정적인 데이터에 대하여 Voronoi 다이어그램을 이용한 전처리를 통하여 최근접 질의의 결과를 미리 계산하고 이 결과를 그리드 기반 검색 구조를 이용하여 저장하는 기법을 제안한다. 이 기법은 데이터 자체를 색인하는 기존의 기법과는 달리, 질의의 결과를 미리 색인하므로 대량의 데이터에 대해서도 기존의 기법보다 빠르게 최근접 질의를 처리할 수 있다. Nearest-neighbor searches are essential operations in various applications such as multimedia systems and GIS systems. Although numbers of research works for nearest-neighbor search have been proposed, they have a limitation on the performance since they process queries on the fly with indexes on data. This paper proposes a new nearest-neighbor search algorithm based on a grid-based data structure, which preprocesses and stores the result of nearest-neighbor queries using Voronoi diagrams over static data. While traditional techniques try to index data itself, the proposed technique attempts to index the result of the queries. Therefore, it performs nearest-neighbor queries more efficiently.

내장형 XML 저장 및 검색 시스템의 구현

권준호(Joonho Kwon),권동섭(Dongseop Kwon),홍석진(Seokjin Hong),곽민성(Minsung Kwak),임우규(Woogyu Ihm),신효섭(Hyoseop Shin),이석호(Sukho Lee) 한국정보과학회 2003 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.30 No.1A

XML (eXtensible Markup Language)은 확장성과 유연성을 통해 인터넷 상에서 데이타를 표현하고 교환하는 중요한 표준으로 자리잡고 있으며, XML 기반의 문서의 양도 증가하고 있다. 이러한 XML의 광범위한 사용에 따라 XML 저장 및 검색 시스템의 필요성이 증대되고 있다. 본 논문에서는 방대한 XML 데이타를 효율적으로 처리하고 검색하기 위해 XML 문서를 관계형 데이타베이스에 저장하고, 질의 언어로 XQuery를 사용하는 시스템을 설계하고 구현한다. 또한 다양한 XQuery의 실행을 통하여 제안한 시스템의 성능을 평가한다.

잡음 있는 데이터 셋에 대한 깊은 행렬 인수분해 모델 신뢰성 평가

조우준(Woojun Jo),권동섭(Dongseop Kwon) 한국정보과학회 2018 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.2018 No.12

이동 객체의 궤적 검색을 위한 인덱스 구조

이계영(Gyeyoung Lee),권동섭(Dongseop Kwon),송병호(Byoungho Song),이석호(Sukho Lee) 한국정보과학회 2001 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.28 No.2Ⅰ

이동 기기의 발달로 이동 객체의 위치 정보에 대한 연구가 진행되고 있다. 그러나 시공간 데이타베이스에서 요구하는 질의를 효과적으로 처리하기 위한 인덱스 구조는 많지 않다. 사용자는 먼저 범위 질의를 던져 이동 객체를 뽑아낸 후 궤적 질의를 던지게 되는데 이것을 결합 질의라 한다. 기존 방법인 TB-tree는 MBR의 겹침이 심해 성능이 저하된다. 본 논문에서는 결합 질의를 효과적으로 처리할 수 있는 CR-tree 인덱스 구조를 제안한다. CR-tree는 R-tree와 연결노드로 구성된다. R-tree 부분은 MBR의 겹침을 최소화해 범위 질의를 효과적으로 처리하고 연결 노드 부분은 이동 객체별로 궤적의 부분을 차례로 저장해서 궤적 질의를 빠르게 처리한다. 즉 결합 질의시 R-tree를 이용해 범위에 속하는 이동 객체를 검색하고 연결 노드를 이용해 그 객체의 궤적을 찾는다.

최단거리에 기반한 시계열 데이타의 효율적인 유사 검색

이상준(Sangjun Lee),권동섭(Dongseop Kwon),이석호(Sukho Lee) 한국정보과학회 2003 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.30 No.1A

The Euclidean distance is sensitive to the absolute offsets of time sequences. so it is not a suitable similarity measure in terms of shape. In this paper, we propose an indexing scheme for efficient matching and retrieval of time sequences based on the minimum distance. The minimum distance can give a better estimation of similarity in shape between two time sequences. Our indexing scheme can match time sequences of similar shapes irrespective of their vertical positions and guarantees no false dismissals.