[发明专利]一种用零知识证明的区块链群智感知系统隐私安全保护方法

说明书

本发明公开了一种用零知识证明的区块链群智感知系统隐私安全保护方法，包括定义1、定义2、定义3、定义4，还包括如下步骤：步骤1：群智感知系统初始化与账户创建；步骤2：群智感知任务发布；步骤3：感知任务参与、执行与数据提交；步骤4：奖励与信誉发放。通过使用本发明的零知识证明方案实现的无隐私安全泄露的转账方式，将可信第三方管理中心的监管能力与区块链保障隐私安全的能力相结合，有效帮助群智感知系统隐匿交易过程中的交易源、交易内容，基于设计的区块链智能合约可以保障系统交易内容不会泄露用户的任何隐私。本发明在确保群智感知系统顺利执行的前提下，可以有效保障用户的安全系统参与。

技术领域

本发明属于群智感知隐私保护技术领域，具体涉及一种用零知识证明的区块链群智感知系统隐私安全保护方法。

背景技术

群智感知技术可以充分发挥移动用户设备的感知功能来实现有目的的数据采集，使得具备感知、计算与通信能力的用户将感知数据提供给具有需求的用户的同时获得相应的任务执行奖励。而其中用户隐私安全保护是群智感知系统设计中的关键因素，极大程度影响着用户对系统的安全性和可靠性的评估。

目前对于群智感知系统平台架构主要是基于集中式的方法与基于分布式的方法。一方面，基于集中式的方法将群智感知平台作为所有数据的中转，任务的发布与参与、数据的提交等系统操作都必须通过平台进行中转。然而这种方法使得集中式平台一旦遭遇攻击可能使得大量的用户隐私遭遇泄露，同时平台本身是也并非完全可信的，其可能为了增加其收益而潜在地探索用户偏好。而另一方面，基于分布式群智感知的方案虽然避免了群智感知集中式方案的部分问题，但也带来了对用户行为管理的不灵活性问题，一旦系统中出现恶性行为例如发布恶意违法任务、分布式服务否认攻击(DDoS)时，系统无法提供及时有效的管理与溯源，将极大地损害用户的隐私和参与安全，降低用户体验质量。

基于集中式的群智感知方法中，具有数据请求的用户将任务发布到集中式群智感知平台中进行展示，并招募可靠的可以提供数据的用户来执行任务。这种方法可以提供高效的系统运行机制，但是由于用户在参与系统时都需要与中央服务器进行数据交互从而实现用户间数据的交换，这使得中央平台必须时刻警惕单点失败的问题，系统中任意薄弱环节遭到攻击都有可能致使系统瘫痪的可能。例如申请公布号为CN114139070A，名为“一种支持任意地理范围查询的用户选择方法”，公开了一种使用双云模型的方案来减少单点失败对于服务器的影响，然而用户与系统间的频繁交互使得具备强大计算能力的攻击者依然能够从海量的用户参与记录中追踪特定用户的参与记录和任务的具体内容，这也使得该发明对于用户位置隐私的保护显然是不足够的。此外，平台本身也可能出于增加收益的目的而破坏隐私保护协议，通过分析海量用户的参与历史了解用户的偏好，向用户进行有目的地广告推送。

而基于分布式的群智感知方法，典型的是通过将区块链技术与群智感知平台相结合，来探索区块链对于数据安全的保护特性。但是由于区块链的明文记录以供审查的特性，使得用户的参与记录可被网络中具备强计算能力的全节点查看，因而传统的分布式方法依然存在泄漏隐私的问题。例如申请公布号为CN113507704A，名为“基于双重属性决策的移动群智感知隐私保护方法”的专利申请，公开了一种基于k-匿名的地理位置保护方法来保护用户在进行与网络间的交互过程中防止位置被恶意用户获得，具有较高的位置隐私保护，但其存在的不足在于：1、仅考虑通过k-匿名的方案仍可能在数据请求者与数据提供者间的点对点交易(转账)中面临参与历史遭受攻击的风险，点对点转账使得该方法面临失效的可能；2、恶意的数据提供者可能提供虚假的数据导致数据请求者无法获得满意的数据质量，导致具有数据需求的用户可能无法获得所需的高质量数据致使损害用户体验质量；3、庞大的感知数据量难以通过区块链进行传输，导致感知任务的类型将因数据量的大小受到严重的限制。

发明内容