[發明專利]一種用零知識證明的區塊鏈群智感知系統隱私安全保護方法

有效

• 申請號: 202210332491.4
• 申請日: 2022-03-30
• 公開（公告）號: CN114760067B
• 公開（公告）日: 2023-09-12
• 發明（設計）人: 李長樂;趙品燦;付宇釧;李帆
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04L9/32
• 分類號: H04L9/32;H04L9/40;H04L67/10;G06Q40/04
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司 61108
• 代理人: 張培勛

1.一種用零知識證明的區塊鏈群智感知系統隱私安全保護方法，其特征在于：包括定義1、定義2、定義3、定義4；

定義1：可信第三方管理中心：可信第三方管理中心為群智感知系統中可信的實體，對應實際生活中的政府交管部門或其他可信機構，負責區塊鏈的初始化、用戶注冊以及監管群智感知系統中是否存在惡意行為并進行追蹤與溯源；

定義2：系統用戶類型包括數據請求者和數據提供者；數據提供者是具備感知、通信、與計算能力的用戶，數據請求者是由于自身能力不足的原因無法滿足自身數據需求的用戶，通過將感知任務發布到區塊鏈中來招募具有感知能力的用戶代替數據請求者執行數據感知；數據提供者通過選擇感知任務，在獲得感知任務執行權后進行數據感知，在感知任務執行結束后獲得相應的任務執行獎勵；

定義3：任務展示平臺：任務展示平臺為區塊鏈群智感知系統中的任務展示中心，向使用任務展示平臺的用戶僅提供展示服務，通過挖掘區塊鏈中的任務智能合約相應的需求與運行狀態，并將任務信息進行展示以供數據提供者進行選擇；值得注意的是，任務展示平臺只提供任務展示的功能，并不作為數據與任務的中轉中心，用戶的系統參與仍是通過與區塊鏈的交互實現的；

定義4：零知識證明：零知識證明被用于在不揭露知識的具體內容的情況下令除知識交易雙方之外的用戶相信知識的正確性；所使用的零知識證明方法為零知識簡潔的知識論證，所述零知識證明方法不需要證明知識的用戶與驗證知識的用戶的直接交互，證明知識的用戶即為證明者，驗證知識的用戶即為驗證者；僅通過二進制電路生成的零知識證明即可令驗證者相信知識的正確性和所有權；

還包括如下步驟：

步驟1：群智感知系統初始化與賬戶創建：可信第三方管理中心生成一系列用戶的安全參數，并利用這些安全參數初始化區塊鏈的創世區塊；創世區塊為區塊鏈的第一個區塊，用以存儲一些關鍵信息；值得注意的是，群智感知系統初始化只執行一次后不再重復執行；群智感知系統中的用戶，即數據請求者、數據提供者在參與區塊鏈中獲取創世區塊中的參數并初始化用戶自身的賬戶信息；

步驟2：群智感知任務發布：數據請求者在區塊鏈中發布一個任務智能合約用以確保任務的安全可靠運行，所述任務智能合約規定了一系列任務執行者參與任務需要滿足的條件，只有滿足條件的任務執行者才能獲得任務的參與權利；此外數據請求者向任務智能合約中支付定金用以防止數據請求者惡意扣留任務執行獎勵；

步驟3：感知任務參與、執行與數據提交：數據提供者依據任務展示平臺中的任務類型和需求，在區塊鏈中選取合適的任務，通過向任務智能合約中傳遞一系列的參數進行參與；

步驟4：獎勵與信譽發放：數據請求者向提交感知數據的用戶發放獎勵，通過判斷感知數據質量狀況對數據質量進行評價作為對數據提供者是否進行惡意操作的評判；數據請求者將獎勵與信譽發放憑證傳入到任務智能合約中，則智能合約運行結束，標志著任務雙方的交互結束。

2.根據權利要求1所述的一種用零知識證明的區塊鏈群智感知系統隱私安全保護方法，其特征在于：所述步驟1中用戶向可信第三方管理中心進行注冊，經過注冊的用戶利用可信第三方管理中心生成的數字證書進行匿名安全操作，確保用戶安全地系統參與。

3.根據權利要求1所述的一種用零知識證明的區塊鏈群智感知系統隱私安全保護方法，其特征在于：所述步驟3中：在群智感知系統交互過程中，數據提供者與任務智能合約間的調用的中轉即為中轉智能合約，數據提供者并非直接調用任務智能合約，而是首先通過調用中轉智能合約，進而由中轉智能合約作進一步調用任務智能合約，防止用戶區塊鏈的點對點操作暴露用戶的系統參與歷史；此外，數據提供者同樣需要支付定金作為任務參與的憑證，一旦數據提供者進行惡意違規任務執行則該定金將被扣除作為懲罰；由于區塊鏈的明文交易實現驗證的特性，使得用戶的交易是被強計算能力的攻擊者所追蹤的，因此群智感知系統使用基于零知識證明的交易方案確保交易的內容不會泄露交易雙方的任何隱私信息。