[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

本發明公開了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，包括定義1、定義2、定義3、定義4，還包括如下步驟：步驟1：群智感知系統初始化與賬戶創建；步驟2：群智感知任務發布；步驟3：感知任務參與、執行與數據提交；步驟4：獎勵與信譽發放。通過使用本發明的零知識證明方案實現的無隱私安全泄露的轉賬方式，將可信第三方管理中心的監管能力與區塊鏈保障隱私安全的能力相結合，有效幫助群智感知系統隱匿交易過程中的交易源、交易內容，基于設計的區塊鏈智能合約可以保障系統交易內容不會泄露用戶的任何隱私。本發明在確保群智感知系統順利執行的前提下，可以有效保障用戶的安全系統參與。

技術領域

本發明屬于群智感知隱私保護技術領域，具體涉及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。

背景技術

群智感知技術可以充分發揮移動用戶設備的感知功能來實現有目的的數據采集，使得具備感知、計算與通信能力的用戶將感知數據提供給具有需求的用戶的同時獲得相應的任務執行獎勵。而其中用戶隱私安全保護是群智感知系統設計中的關鍵因素，極大程度影響著用戶對系統的安全性和可靠性的評估。

目前對于群智感知系統平臺架構主要是基于集中式的方法與基于分布式的方法。一方面，基于集中式的方法將群智感知平臺作為所有數據的中轉，任務的發布與參與、數據的提交等系統操作都必須通過平臺進行中轉。然而這種方法使得集中式平臺一旦遭遇攻擊可能使得大量的用戶隱私遭遇泄露，同時平臺本身是也并非完全可信的，其可能為了增加其收益而潛在地探索用戶偏好。而另一方面，基于分布式群智感知的方案雖然避免了群智感知集中式方案的部分問題，但也帶來了對用戶行為管理的不靈活性問題，一旦系統中出現惡性行為例如發布惡意違法任務、分布式服務否認攻擊(DDoS)時，系統無法提供及時有效的管理與溯源，將極大地損害用戶的隱私和參與安全，降低用戶體驗質量。

基于集中式的群智感知方法中，具有數據請求的用戶將任務發布到集中式群智感知平臺中進行展示，并招募可靠的可以提供數據的用戶來執行任務。這種方法可以提供高效的系統運行機制，但是由于用戶在參與系統時都需要與中央服務器進行數據交互從而實現用戶間數據的交換，這使得中央平臺必須時刻警惕單點失敗的問題，系統中任意薄弱環節遭到攻擊都有可能致使系統癱瘓的可能。例如申請公布號為CN114139070A，名為“一種支持任意地理范圍查詢的用戶選擇方法”，公開了一種使用雙云模型的方案來減少單點失敗對于服務器的影響，然而用戶與系統間的頻繁交互使得具備強大計算能力的攻擊者依然能夠從海量的用戶參與記錄中追蹤特定用戶的參與記錄和任務的具體內容，這也使得該發明對于用戶位置隱私的保護顯然是不足夠的。此外，平臺本身也可能出于增加收益的目的而破壞隱私保護協議，通過分析海量用戶的參與歷史了解用戶的偏好，向用戶進行有目的地廣告推送。

而基于分布式的群智感知方法，典型的是通過將區塊鏈技術與群智感知平臺相結合，來探索區塊鏈對于數據安全的保護特性。但是由于區塊鏈的明文記錄以供審查的特性，使得用戶的參與記錄可被網絡中具備強計算能力的全節點查看，因而傳統的分布式方法依然存在泄漏隱私的問題。例如申請公布號為CN113507704A，名為“基于雙重屬性決策的移動群智感知隱私保護方法”的專利申請，公開了一種基于k-匿名的地理位置保護方法來保護用戶在進行與網絡間的交互過程中防止位置被惡意用戶獲得，具有較高的位置隱私保護，但其存在的不足在于：1、僅考慮通過k-匿名的方案仍可能在數據請求者與數據提供者間的點對點交易(轉賬)中面臨參與歷史遭受攻擊的風險，點對點轉賬使得該方法面臨失效的可能；2、惡意的數據提供者可能提供虛假的數據導致數據請求者無法獲得滿意的數據質量，導致具有數據需求的用戶可能無法獲得所需的高質量數據致使損害用戶體驗質量；3、龐大的感知數據量難以通過區塊鏈進行傳輸，導致感知任務的類型將因數據量的大小受到嚴重的限制。

發明內容