[发明专利]一种基于联盟链的隐私保护动态频谱拍卖方法

说明书

本发明公开了一种基于联盟链的隐私保护动态频谱拍卖方法，首先，构建基于区块链的频谱资源交易市场；所述市场包括频谱资源出租方、频谱资源承租方和中间方；其次，利用智能合约实现出价的逻辑；采用非对称加密、拉普拉斯隐私保护机制对交易过程中客户的隐私进行保护；最后，在交易过程中，中间人利用双拍卖机制根据智能合约中存储的混淆后的出价进行资源的分配以及定价，双拍卖机制中的资源分配策略是基于最大化社会福利的目标。本发明实现了基于联盟链的动态频谱资源拍卖，对客户隐私信息进行了保护，同时也提高了频谱资源利用率。

技术领域

本发明属于区块链、隐私保护和拍卖等领域，具体涉及一种利用拉普拉斯机制保护基于联盟链的动态频谱双拍卖过程中用户隐私的方法。

背景技术

当前移动无线通信不断增长的需求所面临的主要挑战是固定的无线频谱资源分配。为了使移动设备用户对于任何应用的需求和能够随时随地进行连接，需要更多的频谱带宽或者是更有效的利用现阶段使用的频谱。例如解决无线传感器网络中的频谱资源稀缺问题的一种方法是引入能够监视频谱资源的次级用户，当发现频谱是空闲的状态就传输数据。此类共享方案及其相应的媒体访问控制中的安全问题是很多专家学者的研究兴趣之所在。

区块链是一种能够安全更新和迭代的分布式数据库。尽管相关的概念从90年代初就已经出现，但是直到近些年才有使用区块链的应用问世，且这些应用主要面向安全的私方金融交易服务，例如比特币。区块链技术可以通过降低程序成本，减少交易错误，提高总体安全性和建立分布式架构等改善金融交易信息的记录和共享。这种分布式的方式消除了中心化系统中心点故障的敏感性和脆弱性。利用区块链网络中各个节点的计算能力，网络可以验证和支持每一笔交易并把它们记录在分布式数据库中。在虚拟交易中使用区块链的主要思想是并不将用户的相关信息以中心化的方式存储在中心节点，而是记录在用户间共同维护的区块链中。

现有的许多基于区块链的频谱资源共享的工作都引入了区块链技术作为交易的平台。但是在交易的过程中，用户不可避免地会上传一些个人信息，如自己的编号或者钱包地址和资源需求以及出价信息等。区块链能够提供一定的匿名性，但该匿名性需要根据区块链应用场景做出一定的妥协与让步。如在联盟链中，因为加入联盟链的各个节点都需要经过可信实体进行审核，所以匿名性在一定程度上并不存在。在公有链上，匿名性的情况会有所改观，由于私钥公钥在本地均可以生成，且与自身利益绑定的私钥并不需要上传区块链网络。利用私钥可以产生上百万的公钥以及钱包地址，在一定的程度上能提供匿名性。但在区块链网络中的，匿名性实际上是非实名，因为虽然一个节点能够使用的地址很多，但也可以能被追踪的。所以，在利用区块链作为交易平台的方案中，用户的交易信息并不能得到很好的保护。在基于区块链的频谱共享平台中，用户对于相应频谱资源的出价也隐含着其对于不同信道的偏好，传输数据的偏好等隐私信息。所以为了保护用户的隐私信息，也需要考虑如何在基于区块链的频谱资源平台中结合区块链技术的特点来保护用户的隐私。但是，目前的基于区块链的频谱资源共享的工作鲜有考虑如何在利用区块链技术的过程中也添加对交易各方隐私信息的保护。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种基于联盟链的隐私保护动态频谱拍卖方法，实现基于区块链的动态频谱资源共享，对参与交易用户的隐私信息进行了保护，同时也提高了频谱资源利用率。

技术方案：本发明所述的一种基于联盟链的隐私保护动态频谱拍卖方法，具体包括以下步骤：

(1)构建基于区块链的频谱资源交易市场；所述市场包括频谱资源出租方、频谱资源承租方和中间方；

(2)利用智能合约实现出价的逻辑；采用非对称加密、拉普拉斯隐私保护机制对交易过程中客户的隐私进行保护；

(3)在交易过程中，中间人利用双拍卖机制根据智能合约中存储的混淆后的出价进行资源的分配以及定价，双拍卖机制中的资源分配策略是基于最大化社会福利的目标。

进一步地，步骤(1)所述的中间方为区块链网络中的超级节点，通过制定规则、上线智能合约，维持区块链网络中频谱资源拍卖功能。