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申请/专利权人：中南大学

摘要：本发明公开了一种基于区块链的移动群智感知低成本安全数据采集方法。针对过去移动群智感知系统所带来的成本控制与数据安全问题以及集中式服务器的单点故障等问题，本发明提出采用数据交互链这一去中心化的区块链结构来进行低成本且安全的数据采集。本发明中主要包含以下三个关键方法：1采用分布式且去中心化的区块链作为感知数据的储存与交互的平台，杜绝了集中式系统所存在的单点故障问题，同时区块链的特性可以很好地保护储存的感知数据，防止其遭到篡改；2采用基于双线性映射的代理重加密方法对感知数据进行加密，使得无关第三方难以访问，同时，数据请求者可以拒绝部分低质量数据且被拒绝的感知数据不会被请求者所获取；3采用基于矩阵因式分解的数据补全方法，使得数据请求者可以根据已有的感知数据来完成部分缺失的感知数据，减少了招募工人的数量，降低了数据采集的成本。

主权项：1.一种基于区块链的移动群智感知低成本安全数据采集方法，其特征在于具体包括以下步骤：步骤一、首先工人ω与数据请求者γ在本地根据椭圆曲线密码学生成各自的椭圆曲线公钥Kω、Kγ与私钥kω、kγ，接着分别通过生成的公钥调用数据交互链的注册合约进行注册，链上的共识节点会在二者注册后为工人和数据请求者生成他们的账户地址，此外，工人与数据请求者还要生成双线性映射加密法的密钥对，并将产生的双线性映射公钥在链上广播；步骤二、数据请求者以交易的形式调用数据交互链上的任务发布合约来发布任务，在数据请求者的Schnorr签名得到链上的共识节点验证后，带有任务信息的交易便会在数据交互链上广播。数据请求者发布的任务中带有任务ID，任务的截止时间戳，任务需求描述以及请求者的椭圆曲线公钥Kγ和双线性映射公钥；步骤三、工人观察数据交互链，选择并且接受合适的意向任务，随后针对任务需求进行感知数据的采集；步骤四、工人使用自己的双线性映射公钥来对采集到的任务数据d加密得到Enωd，随后使用数据请求者的双线性映射公钥加密自己的声誉值与椭圆曲线公钥得到Enγr与EnγKω，接着工人取随机数q计算交易公钥Q＝qG与交易的识别地址J＝HnqKγG，其中Hn是一个返回0到l-1之间整数的哈希函数，l为椭圆曲线G的阶，这些步骤完成后工人签署上自己的Schnorr签名θt,ω便可以生成一个数据与声誉值提交交易；步骤五、工人通过数据与声誉值提交交易来调用数据交互链上的任务数据与声誉值合约，在交易中的Schnorr签名θt,ω得到链上的共识节点验证后交易便会在链上广播，并在经过一个共识机制后被开辟区块储存；步骤六、数据请求者观察数据交互链，认领数据与声誉值提交交易，通过自己的双线性映射私钥解密工人的声誉值与椭圆曲线公钥密文Enγr以及EnγKω获得工人声誉值r与椭圆曲线公钥Kω；步骤七、数据请求者首先根据收到的工人声誉值进行排序。定义为一个子任务需要招募的可信工人的人数上限，假设一个子任务存在个可信工人提交数据，若那么便需要将这个可信工人全部招募；若那么只需要按声誉值由高到低的顺序招募前个可信工人。确定需要招募的工人后，数据请求者生成交易公钥Q并且根据工人公钥Kω计算交易的识别地址J＝HnqKωG，最后使用自己的椭圆曲线私钥kγ签署上Schnorr签名θe,γ，生成工人招募交易；步骤八、数据请求者将工人招募交易发布到数据交互链上，经数据交互链的共识节点验证Schnorr签名θe,γ后交易会在链上广播，并在经过一个共识机制后被开辟区块储存；步骤九、工人观察数据交互链，通过自己的椭圆曲线私钥kω来及时认领属于自己的工人招募交易，这一交易是工人得到雇佣的凭证；步骤十、工人根据自己的双线性映射私钥a以及请求者的双线性映射公钥gb计算生成代理重加密的重加密密钥接着工人通过工人招募交易的识别地址私钥HnQkω签署一个Schnorr签名θre,ω，最后结合工人招募交易的块高度he和数据与声誉值提交交易的块高度ht一起生成一个代理重加密交易；步骤十一、工人通过代理重加密交易来调用数据交互链上的代理重加密合约，链上的共识节点会通过交易中的重加密密钥来将原本的数据与声誉值提交交易中的采用工人的双线性映射公钥加密的感知数据Enωd重加密为请求者可以解密的形式，随后生成重加密后的数据与声誉值提交交易；步骤十二、数据请求者观察数据交互链，认领重加密后的数据与声誉值提交交易，通过自己的双线性映射私钥b来解密密文Enγd获取任务数据d，在完成了一定数量的任务数据收集后，数据请求者便可以通过基于矩阵因式分解的数据补全算法来完成部分缺失的数据。

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百度查询： 中南大学 一种基于区块链的移动群智感知低成本安全数据采集方法