[发明专利]基于区块链的具有隐私保护的参与式感知系统及其方法

说明书

本发明公开了一种基于区块链的具有隐私保护的参与式感知系统及其方法。该系统包括应用服务器、追踪服务器、用户、区块链。应用服务器与追踪服务器共同初始化整个系统、完成用户注册，对用户的信誉值进行更新与撤销操作，并在检测到恶意用户或虚假信息时，联合追踪服务器对用户进行追踪审计；用户在多个应用服务器中注册、向应用服务器匿名发送报告消息或提交反馈消息；区块链利用智能合约实现用户信誉等级的更新，并利用智能合约实现恶意用户追踪。本发明克服了用户身份隐私及数据可信度两方面的挑战，并利用区块链的透明性与去中心化技术，同时实现了用户信誉值的透明管理与匿名身份追踪审计的功能。

技术领域

本发明涉及网络安全技术领域，特别是一种基于区块链的具有隐私保护的参与式感知系统及其方法。

背景技术

随着移动通信技术的迅速发展，智能手机、平板电脑等带传感功能的移动设备已成为人们日常生活必不可少的的一部分。利用这种移动环境，参与式感知系统引起了极大的关注。参与感知，即分布式用户使用移动设备从周围环境中收集数据，并通过移动通信技术，如Wifi、4G/5G等，将收集到的数据上传到应用服务器。应用程序服务器汇总来自不同用户上传的数据，通过分析汇总的数据识别有意义的信息，并将分析结果提供给相关注册参与感知服务的用户。

通常，参与式感知的应用需要用户的高度参与才能获得准确而有价值的信息。但反过来，用户的个人信息可能会由于高度参与而导致直接泄漏。例如，高德、百度等导航系统，用户通过发送位置信息实时分享有关周围路况信息(如拥堵、交通事故等)，为导航服务做出贡献。显然，这一类导航服务器可以通过发送来的位置信息跟踪向服务器贡献路况信息的驾驶员。另一方面，为鼓励用户参与，用户的身份、位置等个人信息必须得到保护，防止未经授权的访问。然而，在参与式感知系统中，一些保护方法如匿名技术可以保护用户的私人信息，但它同时也带来新的问题：削弱参与系统数据的可信度。这是因为恶意用户可能会滥用匿名上传一些虚假信息，破坏服务的可靠性。为确保数据的可靠性，参与式感知系统需要一些评估误导信息(恶意用户上传的虚假信息)的功能。

在评估感知信息的质量与可靠性中，基于用户行为记录追踪用户的信誉是一种可用的方法。然而，同时满足用户隐私和数据可靠性这两方面的要求在目前的参与式感知系统中还未得到很好地解决。一方面，保护隐私通常通过消除一个用户连续行为的关联性的方式来实现，但数据可信度往往又需要这些关联性来评估，并且消除关联性进一步导致难以追踪单个用户；另一方面，由于监测某一用户行为通常是针对单一身份而不是多个身份，匿名反过来影响或增加了管理、操作用户信誉的难度。因此研究一种安全可靠的参与式感知系统，保护用户隐私的同时，并利用区块链技术有效地管理用户的信誉值以保证数据的可信度，是目前参与式感知系统的一个研究重点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有隐私保护、可信的基于区块链的具有隐私保护的参与式感知系统及其方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于区块链的具有隐私保护的参与式感知系统，包括应用服务器AS、追踪服务器TS、用户Ux、区块链BC，其中：

应用服务器AS，用于与追踪服务器TS共同初始化整个系统、完成用户Ux注册，对用户Ux的信誉值进行更新与撤销操作，并在检测到恶意用户或虚假信息时，联合追踪服务器TS对用户进行追踪审计；

追踪服务器TS，与应用服务器AS共同执行系统初始化、用户撤销与恶意用户追踪；

用户U_x，在多个应用服务器AS中注册、向应用服务器AS匿名发送报告消息或提交反馈消息；

区块链BC，利用智能合约实现用户信誉等级的更新，并利用智能合约实现恶意用户追踪。

一种基于区块链的具有隐私保护的参与式感知系统的工作方法，包括以下内容：