论文部分内容阅读
近年来,随着移动智能设备的普及和物联网技术的快速发展,移动群体感知作为一种新兴的数据收集模式受到广泛关注,其显著的优势在于能够利用个人移动设备的潜在感知能力低成本地获取大量数据,目前主要应用在交通监测、环境感知以及智慧城市等场景。这些场景中移动群体感知应用面临的重大挑战之一是抵抗提供错误数据扰乱系统的恶意用户。在现有研究中,信誉管理方案是克服恶意用户问题的有效途径。然而,目前多数信誉管理方案依赖于集中式的半诚实服务器,无法保证服务器操作的安全性和可靠性;并且方案通常在明文域下处理感知数据,未考虑用户敏感数据的保护问题,致使系统内部或外部的恶意用户极易侵犯合法用户的个人数据隐私。因此,构建一个安全可靠的保护隐私的信誉管理方案,对于解决移动群体感知中恶意用户和数据隐私保护问题是十分必要的。针对以上问题,本文基于移动群体感知场景,做了如下工作:(1)本文整合区块链和边缘计算技术,构建了一个可靠高效的移动群体感知框架BC-MCS,克服了传统移动群体感知中心服务器的不透明不可信问题,实现了开放且受监督的移动群体感知平台。(2)为了抵抗恶意用户,本文根据BC-MCS框架特点结合秘密共享技术,提出保护用户数据隐私的信誉管理方案。具体地,在感知阶段利用秘密共享分割密钥,实现安全的数据聚合;信誉管理阶段,链下设定指标评价数据质量,链上利用秘密共享安全更新全局信誉。方案实现了对恶意用户的有效识别抵抗以及对合法用户数据隐私的保护。(3)为解决BC-MCS信誉管理方案面临的动态用户问题,本文设计了委托协议对基础方案进行改进,增强信誉管理方案的鲁棒性,消除了动态离线用户对方案有效性和安全性的影响。(4)本文基于Hyperledger Sawtooth区块链平台实现系统原型,在真实数据集和不同场景下对方案的性能和有效性进行验证。实验结果表明与现有信誉管理方案相比,本文方案在抵抗恶意用户方面更具安全性和实用性,在动态用户场景下有更强的适应性。