[发明专利]具备匿名奖励分发和身份隐私保护的移动设备认证方法

说明书

本发明提出了一种具备匿名奖励分发和身份隐私保护的移动设备认证方法，用于解决现有移动环境下的匿名双向认证协议无法描述编号和具体用户之间的关联，不能实现奖励分发和兑换的问题。本发明利用单向Hash函数和伪随机数生成算法生成数据采集者的临时身份标识符作为其假名，利用消息验证码算法生成具体的数据采集者的奖励；利用奖励兑换中心所掌握的具体应用服务器的核心验证消息验证兑换凭证的有效性进而进行兑换。本发明能够验证数据采集者身份，同时还能够保证所上传的采集到的数据的机密性，能有效提高用户利用移动设备采集相关感知数据的积极性，在需要利用移动设备采集相关数据的应用领域具有较大的应用价值。

技术领域

本发明涉及移动通信的技术领域，尤其涉及一种具备匿名奖励分发和身份隐私保护的移动设备认证方法，基于密码学方法、椭圆曲线加密和安全哈希函数实现奖励分发功能。

背景技术

随着移动通信技术的迅速发展，各种基于移动互联网的应用越来越受到人们的青睐。其中，一种利用数量众多的普通用户所持的智能手机采集并上传数据，然后由后台服务器对数据进行进一步处理并生成新的服务的应用得到了快速的发展。这类应用也被称为群智感知应用。目前该技术已广泛应用于环境监测、交通流量与路况信息监测等领域。群智感知网络给复杂的泛在深度感知问题提供了一种全新的解决方案，拥有广泛的应用场景和广阔的应用前景。

然而，受限于数据采集者的数量不足以及所采集的数据质量参差不齐的影响，这类应用的发展受到了严重的影响。针对该问题，在该类应用中需要通过采用适当的激励方式，鼓励和刺激数据提供者参与到感知任务当中，并尽可能地提供高质量、高可靠性的感知数据。然而，由于无线网络的开放特性，用户所采集的数据在传递的过程中很容易被不法分子所截获，这些感知数据中可能包含采集者自己的位置等其他隐私信息，所以如果采集者对感知数据的接收者不信任，其也不愿意将这些感知数据传递给他。也就是说，感知数据的接收者也必须能被验证其合法性才能接收数据。再者，现有的许多针对该问题的奖励方法在实施的过程中，往往需要用户的真实个人信息才能完成奖励的兑换。而作为用户非常敏感的隐私信息，其往往不愿意将自己的个人信息泄露出去。所以，在需要用户参与采集数据的这类应用在实施的过程中面临一个难题：如何能够在保证数据采集者身份隐私不泄露的情况下实现数据采集者和数据处理服务器之间的双向认证，同时数据采集者能够获得奖励并能够进行兑换。这是目前这类应用能否成功实施的关键。

目前，已经有许多针对移动网络环境下的利用密码学技术实现的用户和服务器之间的匿名双向认证协议。这类协议一般的实现原理是利用一个公共的可信第三方的一些公开参数以及相关的秘密值，利用安全哈希函数以及伪随机数等方式生成某个用户所独有的认证凭证。同时，服务器也需要和可信第三方之间通过安全通信以生成服务器相关的一些认证凭证。在实际的认证过程中，用户和服务器会通过交换相关数据，用相关的密码学思想(常见的如 Diffie-Hellman方法)使得用户和服务器可以利用自己所独有的认证凭证来验证对方的合法性。还有一些研究者将人体的指纹等生物信息数据经过某种特殊的单向映射将其转换成另一个数域上的数据，从而实现用户的匿名性和唯一性。然而，这种方法依赖于生物信息采集设备的精确性和可靠性，不容易在人们日常所持的智能手机等终端设备上实现。另外，还有一些研究者提出了基于用户地理位置的K-匿名数据采集算法。这类算法的核心思想是将用户的精确地理位置替换成包含有该用户在内的K个具有同等地位的用户的区域，从而实现用户身份的隐藏。

这类移动环境下的匿名双向认证协议虽然能够实现用户的身份隐私保护和双向认证，但是其无法描述该编号和具体的用户之间的关联。因此，这类方法大多都无法实现奖励的分发与兑换。

发明内容

针对现有移动环境下的匿名双向认证协议无法描述编号和具体用户之间的关联，不能实现奖励分发和兑换的技术问题，本发明提出一种具备匿名奖励分发和身份隐私保护的移动设备认证方法，能够在实现匿名认证的同时，还能满足奖励的分发与兑换功能，适用于无线网络环境中匿名认证，为需要实施奖励或者激励的应用提供一种适用方法。