[发明专利]在移动群智感知系统中可验证的、具有隐私意识的真值发现的方法

说明书

本发明提供一种在移动群智感知系统中可验证的、具有隐私意识的真相发现的方法，在现有真值发现的基础上增加了：1)扰动机制，每个用户在将原始的感知数据提交到云之前，首先要独立地干扰其感知数据。另外，要求每个用户对扰动感知数据进行数字签名，以利于服务器随后生成证明。2)验证机制，云服务器执行保护隐私的真相发现算法，将聚合结果以及相应的证明消息返回给任务请求者。任务请求者可以仅通过检查证明消息来验证从云服务器返回的聚合结果的正确性，从而选择接受还是拒绝聚合结果。本发明满足公开可验证、高效率、可扩展、无前缀功能和多个数据提供者需求，在聚合精度、计算和通信开销方面具有优越的性能。

技术领域

本发明具体涉及信息安全技术，特别涉及在移动群智感知系统中的真值发现技术。

技术背景

随着移动设备数量的快速增长和移动通信与智能终端技术的深度融合，移动群智感知系统已被广泛应用在如智能交通等领域。该系统的云服务器可以使用各种传感器嵌入到移动设备，将数据收集任务分配给一组移动用户,并让他们上传感知数据(如道路状况)。例如，云服务器可以从驾驶员上传的交通数据中，分析得到目前的道路状况，然后将分析结果实时发送给驾驶员，提醒其及时根据路况做出路径规划。

然而，从各种移动设备产生的充满噪声的、异构的、大规模的数据中提取真实数据仍然是一个未解决的挑战。在现实中，不可控的人群感知环境往往会导致采集到的数据质量参差不齐。一些用户将提供高质量的数据，而另一些用户可能由于硬件问题或环境噪声上传低质量甚至是错误的数据。真值发现解决了这个问题，它是通过给每个用户赋予权重来找到真实的信息。一般来说，如果用户提供的数据项更接近聚合结果，则该用户将获得更高的权重。且该用户的数据在执行时会被计算得更多。

真值发现机制为在复杂的众感知环境中寻找真实数据提供了一个强大的渠道。然而，它忽略了现实场景中的两个基本问题，即数据隐私保护和聚合结果的可验证性。一旦用户将感知数据上传到不可信的云服务器上，用户的数据隐私可能会受到损害，例如共享个人实时GPS信息有助于交通监控、导航和交通控制，但也增加了向公众暴露用户位置隐私的风险。另一方面，如何验证聚合数据的正确性是另一个关键问题。在一个典型的移动群智感知系统中，任务请求者付钱给云服务器，让云服务器通过真值发现算法收集数据并找到真实值。不诚实的服务器可能会为了减少计算开销而偏离聚合协议，或者更糟的是，恶意伪造一些可疑交易的结果。

理想的真值发现机制应该满足6个要求：公开可验证、高效率、可扩展、无前缀功能和多个数据提供者(用户)需求。

已提出的真值发现过程中，云服务器需要执行多项式和对数运算。Q.Li,Y.Li,J.Gao,B.Zhao,W.Fan,and J.Han.2014.Resolvingconflicts in heterogeneous data bytruth discovery and sourcere liability estimation.In Proceedings of ACMSIGMOD.1187–1198.

目前的真值发现研究存在以下不足：1)无法有效地验证从服务器返回结果的正确性，同时保护每个用户的隐私；2)在云服务器不可信的前提下，集中式差分隐私难以保护用户的隐私数据；3)在处理大规模数据和用户时开销较大，且难以实现低延迟。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种在云服务器不可信的前提下，能有效验证从服务器返回结果的正确性，同时保护每个用户的隐私的真值发现方法。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是，在移动群智感知系统中可验证的、具有隐私意识的真值发现的方法，包括以下步骤：

1)用户进行感知数据收集，对感知数据进行独立扰动，并生成数据标签，之后对扰动感知数据进行数字签名；最后将扰动感知数据、签名以及数据标签一起发送至云服务器；所述对感知数据进行独立扰动的方式是，各用户遵循预设的高斯分布在感知数据中添加噪声；