(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210512306.X (22)申请日 2022.05.11 (71)申请人 西安电子科技大 学 地址 710071 陕西省西安市太白南路2号 (72)发明人 张俊伟　柴家石　马建峰　马卓　 李兴华　姜奇　马鑫迪　李腾　 (74)专利代理 机构 陕西电子 工业专利中心 61205 专利代理师 田文英　王品华 (51)Int.Cl. H04L 9/32(2006.01) H04L 9/08(2006.01) H04L 9/06(2006.01) H04L 67/1097(2022.01) (54)发明名称 空间信息网中分布式空间众包的距离计算 与隐私保护方法 (57)摘要 一种空间信息网中分布式空间众包的距离 计算与隐私保护方法， 主要解决第三方平台不可 信， 工作者与请求者的位置距离无法精确计算， 参与方在区块链上恶意行为的问题。 本发明的步 骤为， 构建一个去中心化的空间众包系统； 通过 函数加密 精确计算工作者与 请求者的距离； 通过 零知识证明验证工作者提交位置信息的真实性； 使用秘密共享技术保证工作者的位置信息可审 计。 本发明在空间信息网络领域分布式空间众包 任务分配场景下， 实现满足细粒度的位置策略的 基于精确距离的任务分配， 具有安全性更高， 对 工作者的隐私保护效果更好， 任务分配结果更加 可靠、 真实、 可信的优点。 权利要求书3页 说明书8页 附图2页 CN 114978530 A 2022.08.30 CN 114978530 A 1.一种空间信息网中分布式空间众包的距离计算与隐私保护方法,其特征在于， 使用 区块链构建一个公开的去中心化分布式空间众包系统， 利用函数加密计算工作者与请求者 之间的位置距离， 通过秘密共享技术对工作者在区块链上位置信息进行审计； 该方法的步 骤包括如下： 步骤1， 构建一个分布式空间众包系统： 构建由一个区块链和至少六个节点组成的分布式空间众包系统， 将系统中每五个工作 者和一个请求 者组成一个小组； 步骤2， 请求者向区块链提交生成的公钥pk＝(a,Ua)和标识号， 其中a表示2 ×m的随机 数矩阵， U表示 m×2的随机数矩阵， 表示正整数集， Ua表示a与U 点积运算后2 ×2的 矩阵； 步骤3， 向区块链上传每 个工作者的秘密份额： 步骤3.1， 按照下式， 生成每 个小组中每 个工作者的秘密共享多 项式： 其中， fj( τ )表示第j个工作者生成的秘密共享多项式， j ∈{1,...,n}， τ表示集合[n+ω+ v]中的元素， [n+ω+v]表示小于n+ω+v的正整数集合， n表示工作者总数， ω表示将秘密划 分出的总 份数， v表示秘密份额参数， v＝1,2...(ω+n ‑t)， t表示由小组内工作者们协商出 来的秘密共享门限值， ∑表示求和操作， sj, θ表示第j个工作者 的秘密sj被划分成ω份后的 第θ份秘密份额, ∏表示求积操作， l, θ表示小于ω的正整数， IDi表示第i个工作者 的标识号， IDi∈[n]， [n]表示小于n的正整数集合， βi表示第i个工作者的计算参数， rj表示 第j个工作者的随机数， 表示小于p的正整数集， 表示第i个工作者的计算参 数β 的rj次方运算的值， mod表示取模操作， p表示随机 选取的安全大 素数， 2511＜p＜2512； 步骤3.2， 按照下式， 生成每 个工作者的秘密份额： {(n+ω+v,fi(n+ω+v)} 其中， fi(n+ω+v)表示第 τ个小组中第i个工作者在 τ ＝ n+ω+v的秘密多 项式的值； 步骤3.3， 每 个工作者将自己的秘密份额上传至区块链； 步骤4， 每 个工作者向区块链提交自己的位置记录： 步骤4.1， 按照下式， 生成每 个工作者的位置密文： 其中， cti表示第i个工作者的位置密文， vi表示第i个工作者的实时位置坐标， xi 表示第i个工作者的实时位置的横坐 标值， yi表示第i个工作者的实时位置的纵坐 标值,si表 示第i个工作者的秘密， T表示 转置操作， 表示1×(m+2)维的矩阵集 合； 步骤4.2， 每隔一个时间间隔T， 每个工作 者向区块链提交自己的位置记录， 其中， T表示 工作者提交任务的时间 间隔； 步骤5， 向区块链上传请求 者的任务请求： 步骤5.1， 按照下式， 计算每 个小组请求 者的位置预处 理信息k：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114978530 A 2其中， vr表示请求者的实时位置， xr表示请求者的实时位置横坐标值， yr表示请求者的 实时位置纵坐标值； 步骤5.2， 请求 者将生成的任务请求上传给区块链； 步骤6， 向区块链上传工作者 解决方案： 步骤6.1， 按照下式， 计算每 个工作者与请求 者的位置距离： di＝FE(cti‑si,k) 其中， di表示第i个工作者与请求 者的位置距离， FE( ·)表示密码学中的点积函数； 步骤6.2， 生成每 个工作者的零知识证据； 步骤6.3， 每 个工作者将生成的解决方案上传区块链； 步骤7， 请求者通过区块链验证每个工作者提交的距离是否与请求者对距离的精确需 求相等， 若是， 则通过验证执 行步骤8， 否则， 区块链不予上传工作者的解决方案， 终止协议； 步骤8， 请求 者验证工作者的位置： 步骤8.1， 请求 者计算每 个工作者的零知识验证结果bi； 步骤8.2， 请求者验证每个工作者的零知识验证结果是否满足bi＝1； 若不满足， 则认定 工作者的位置不正确， 将该工作者标为不合法用户后丢弃该工作者， 并继续验证下一个工 作者； 若满足， 则执 行步骤8.3； 步骤8.3， 请求 者接受解决方案并将 报酬转给通过验证的工作者； 步骤9， 审计区块链上工作者的位置信息： 步骤9.1， 每个小组中的每个工作者对区块链决策产生怀疑都可以要求审计， 如果同一 小组中要求审计的工作者超过门限值t则审计发起有效， 执行步骤9.2， 否则， 审计发起无 效， 终止协议； 步骤9.2， 将要求审计的每个工作者分别计算的三个秘密恢复参数， 以私有安全渠道发 给其他工作者； 步骤9.3， 要求审计的每 个工作者计算秘密恢复参数的验证值； 步骤9.4， 接收到秘密恢复参数的每个工作者验证其秘密恢复参数的验证值是否正确， 若正确， 则执行步骤9.5， 否则， 判定该工作者接收到的秘密恢复参数虚 假无效， 该工作者拒 绝接受消息， 不予回复， 并公开未通过秘密恢复参数验证的用户； 步骤9.5， 每 个工作者向通过验证的工作者发送自己的秘密恢复参数； 步骤9.6， 每个工作者利用接收到的所有工作者的秘密恢 复参数， 恢复该工作者的秘密 共享多项式； 步骤9.7， 每个工作者通过所有工作者的秘密共享多项式恢复该工作者的秘密si， i为当 前工作者序号， i ＝1,2,...n； 步骤9.8， 按照下式， 计算每 个工作者与请求 者的真实位置距离： di'＝＝FE(cti‑si,k) 其中， di'表示第i个工作者与请求 者的真实位置距离； 步骤10， 判断每个工作 者提交的距离前后是否一致， 若是， 则执行步骤11， 否则， 扣除不 诚实工作者的保证金且将该验证不 通过用户记为 不合法用户， 终止协议； 步骤11， 通过审计的工作者得到请求 者的报酬， 任务分配结束。权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114978530 A 3