[发明专利]基于区块链的多级位置信息共享方法

说明书

本发明公开了基于区块链的多级位置信息共享方法。现有的基于区块链的位置共享方案存在各种问题。本发明方法首先进行系统初始化，然后对位置信息提供者进行数据预处理，位置信息提供者记录位置信息，并上传位置信息及验证信息，位置信息需求者之间进行位置信息共享，位置信息更新时，位置信息提供者上传偏移向量密文，位置信息需求者解密并借助该偏移向量来更新位置信息。本发明方法实现了位置信息共享系统的去中心化，位置信息的不可篡改、可验证、多级隐私保护，系统具有更强的强健性，涉及的计算负担较低，为一般的终端设备所能接受。

技术领域

本发明属于信息共享技术领域，具体涉及一种基于区块链的多级位置信息共享方法。

背景技术

随着智能穿戴技术、物联网技术的迅速发展，企业、政府等单位和组织可以掌握目标 对象的位置信息，以满足车辆导航、社交游戏、疫情防控等业务需求。为了正确地制定疫情防控措施，掌握病例、疑似病例、与病例密切接触者的位置信息成为了一项意义重大的工作。

而另一方面，位置信息中包含了大量的用户信息，是一种极有价值的信息资源。在共 享过程中，如果出现位置信息泄漏、篡改、伪造等安全事件，不仅会严重泄露用户隐私，还会对信息获取方的业务工作造成极大的消极影响。如何保证位置信息共享时的信息安全和隐私保护，已经成为一个不容忽视的难题。

首先，传统的无差别的信息共享已经无法满足大型位置信息共享系统的需求，需要一 种安全、高效的多级位置信息共享方法。为尽可能地保护用户隐私，在位置信息共享过程 中，需要实现不同级别的位置信息需求者得到不同精度的位置信息。

其次，传统的位置信息数据共享方案借助中心数据库处理并保存数据。在这种情况下， 若中心数据库遭到攻击，可能会引发大规模的数据安全问题。而且，即使网络中很多用户 都拥有相应的数据，中心数据库也必须参与所有的数据共享过程，这使得中心数据库的负 担非常高。此外，信息需求者往往无法对获取得到的数据进行高效、可行的验证。

再者，现有的基于区块链的位置共享方案，虽然借助区块链实现了去中心化、不可篡 改，但这些方案中一些存在着隐私保护不足、不可验证，且无法提供多级权限访问的问题， 另外一些又存在着计算负担过高、系统强健性低、要求信息拥有者始终保持在线的问题。 而在实际应用中，提供位置信息的终端设备往往没有很高的算力，并且管理者无法保证这 些分布在不同位置的终端设备能够时刻保持在线。

发明内容

本发明的目的是针对目前位置信息共享面临的集中式、不可验证、隐私保护不足，计 算负担过高等问题，提供了一种基于区块链的多级位置信息共享方法。

本发明方法利用区块链技术实现了位置信息系统的去中心化、位置信息的不可篡改； 以新的方法利用保序加密以及merkle树来实现可验证的多级位置信息访问。其中，利用保 序加密，一种不改变明文大小顺序的对称加密技术，实现了对各级位置区域信息的真实性 验证；利用Merkle树，一种常用于分布式数据验证的哈希二叉树，实现了对各级位置区域 信息的完整性验证，多级隐私保护得到了实现；此外，本发明采用了一种新方式来表示并 共享位置区域，限制了保序加密的次数，降低了计算开销，使得方案的计算负担可以被一 般终端设备接受；同时，在本发明中，位置信息提供者不必始终保持在线，其在完成规定 工作后可以离线，任何信息需求者都可以从访问级别相同或者更高的信息共享者处获取合 法的位置信息。

系统中的用户分为位置信息提供者、位置信息需求者、全节点三类；所述的位置信息 提供者为提供原始位置信息的用户，所述的位置信息需求者为需要获得位置信息的用户， 所述的全节点为保存并提供验证信息的节点。

系统中共有(N+1)类级别的位置信息需求者，位置信息需求者加入系统时，系统根据 其真实身份为其分配等级标识I,I＝0,1,…,N；等级标识越小，位置信息需求者的访问等级 越高；等级标识为0的位置信息需求者能够确定位置信息提供者的精确坐标。

本发明方法具体步骤是：