[发明专利]一种基于可信环境与区块链的群智感知系统及其激励方法

说明书

本发明公开了一种基于可信环境与区块链的群智感知系统及其激励方法，该系统包括：任务发布者端，在区块链中发布任务信息，在收集到数据切片密文后，利用智能合约校验数据切片密文的哈希值，并上传基础奖励获取智能合约账户对数据密文哈希值的签名，基于TEE解密数据切片密文，并按照用户上传的头文件重组原始数据传递至普通环境，利用头文件约定密钥加密数据对应的奖励，并对奖励密文用私钥签名后将奖励密文传递至REE，并上传至区块链中；用户端，收集感知数据进行切片处理，并利用TEE公钥进行非对称加密处理后，经任务发布者的REE传递至TEE，并根据约定的命名与密钥在区块链中查询并解密奖励密文。

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，特别是涉及一种基于可信环境与区块链保护用户隐私的的群智感知系统及其激励方法。

背景技术

群智感知(Crowd-Sensing)是结合众包思想和移动设备感知能力的一种新的数据获取模式，是物联网的一种表现形式。群智感知中感知数据的设备一般是移动设备，比如手机或者其他移动终端。但是准确来说，其不限于移动设备，比如电脑或者定点传感器都属于感知数据的设备。群智感知强调的地方在于“群”，需要大量的终端用户参与，终端用户通过已有的设备形成交互式的、参与式的感知网络，并可以将需要其他用户完成的感知任务发布到群智感知网中，让其他用户收集所需数据，并通过服务器将所需数据传给任务发布者，如普通群众可以利用群智感知网络帮助专业人员或政府部门收集数据、分析信息和共享知识，这一行为可以在很大程度上减少传统采集数据的成本。

在群智感知系统中，从任务发布者发布任务，到任务接收者接收任务并收集任务所需数据这一流程，用户的数据需要经历任务分发、数据收集、数据上传、奖励获取4个环节。在任务分发过程中：平台需要将所有任务发布者的任务发送给任务收集者，由于感知任务所需数据对地理位置的要求，这一过程平台需要获取任务收集者的地理位置，以此针对不同用户分配不同任务，从而达到平台利益，效率最大化的目的。在数据收集阶段：由于数据收集通常采用麦克风，GPS或其他传感器，这导致任务接收者收集数据的过程中可能会泄露自身的隐私。比如任务需要任务接收者采集某一地理位置的噪声，这时麦克风可能会收录到除噪声外的其他声音数据，这些数据可能包括用户的聊天内容，聊天位置等。数据上传阶段：任务接收者完成任务后需要将数据通过网络上传到平台，这一过程的数据可能会被劫持，篡改等。在奖励获取的过程中：任务接收者(完成者)为了获取相应的报酬，需要提供自己的身份信息与支付信息，如收货地址和银行卡信息，这些信息对用户而言是极为重要的，所以在群智感知的各个环节都存在泄露用户隐私信息的隐患，这些隐私安全问题会影响到系统的用户参与度。同时，用户对数据中隐含的用户隐私泄露的担忧会提高其参与感知任务所获奖励的预期值，最终导致系统的成本提高。

目前，在群智感知系统中采取的隐私保护方法有K匿名，区块链与差分隐私，其中，K匿名是指不让用户单一对数据进行上传，而是结合K个用户，将他们的数据整合到数据集后再上传到群智感知网络上，降低系统对数据与用户进行匹配的概率，传统K匿名方法的实现是建立在可信第三方的基础上，而可信第三方在现实中几乎不存在，并且基于K匿名的隐私保护技术还会遭受到基于背景知识的攻击，此外，K匿名将数据与用户分离后，系统无法根据数据追踪到对应的用户，会影响到系统根据数据质量向相应用户发放奖励，最终导致系统的用户参与度降低，不利于群智感知系统的推广；区块链是指使用区块链技术搭建分布式结构的群智感知系统，解决中心化第三方的信任问题，同时使用区块记录任务执行过程，然而，区块链的分布式结构决定了在系统数据透明的特性，用户所上传数据对全系统可见，会带来数据窃取、隐私窃取等问题；差分隐私是指利用差分隐私技术保护任意用户位置隐私的位置，但是这种差分隐私技术需要对用户数据加入过多的噪音从而实现随机化，这会导致数据可用性急剧下降。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之一目的在于提供一种基于可信环境与区块链的群智感知系统及其激励方法，通过将可信执行环境构建在任务发布者服务器上，与普通环境隔离，基于可信执行环境实现感知数据的解密、数据质量评估与奖励发放等敏感操作，解决任务发布者的信任问题。