精密農業IoTシステムのためのスケーラブルなプライバシー保護地理距離評価

精密農業は、現代農業を変革する有望なパラダイムとなっています。ビッグデータとモノのインターネット（IoT）の最近の革命は、収穫量の最適化、環境への影響の最小化、コストの削減など、前例のない利点をもたらします。しかし、IoTアプリケーションにおける農場データの大量収集は、農家の福祉を損なう可能性のあるプライバシー漏洩について深刻な懸念を引き起こします。本研究では、センサーと農場間の距離をプライベートに計算することにより、アプリケーションサーバーが地理情報に基づくサービスを提供できるようにする新しいスケーラブルでプライベートな地理距離評価システムSPRIDEを提案します。サーバーは、位置に関する追加情報を学習することなく距離を特定します。SPRIDEの主要なアイデアは、同形暗号システムを活用して、暗号化された位置に対して効率的な距離測定と距離比較を行うことです。大規模なユーザーベースに対応するために、暗号要素の事前計算に基づく新しい実用的なパフォーマンス向上を取り入れたSPRIDE+をさらに提案します。実世界のデータセットを用いた広範な実験を通じて、SPRIDE+は、大規模な農場ネットワークにおいてプライベートな距離評価を実現し、既存の技術に対して3倍以上の実行時間性能向上を達成することを示します。さらに、SPRIDE+はリソース制約のあるモバイルデバイス上で実行可能であり、プライバシー保護を考慮した精密農業IoTアプリケーションに対する実用的な解決策を提供します。