基于联盟链的数据安全可信交易方案研究

作     者：白瑞 

作者单位：贵州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杨义先

授予年度：2023年

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 0839[工学-网络空间安全] 08[工学] 081201[工学-计算机系统结构] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主      题：数据交易 联盟链 博弈论 数据定价 智能合约 属性基加密 

摘      要：数字经济的高速发展已经使数据成为一种重要战略资源。为了提高数据的利用率和商业价值,数据市场的出现有效促进了数据共享与交易,以利益为驱动,大大减少了数据孤岛的产生。然而,在当前的数据市场中还存在一些问题尚未得到很好的解决,例如市场过于中心化、交易过程不公平、隐私数据易泄露和数据定价不统一、数据滥用等。区块链技术因其去中心化、可追溯、成本低、不可篡改等特点,被广泛应用于各个领域,将其应用于数据交易可以解决传统方案中心化严重、交易安全性、交易公平性等问题。同时,属性加密技术作为一种解决数据共享访问控制的有效手段,相比传统公钥加密方法,属性加密技术的优点在于其公钥和私钥不是一对一的关系,只需要加密一次,即可将数据分享给不同的用户,可以实现细粒度的数据访问控制并有效提高数据的价值。本文利用区块链、博弈论、属性基加密等技术针对数据交易中数据定价、交易公平、数据安全等问题展开研究,具体工作如下:(1)提出一种多维度数据效用评估及定价模型。首先,本文通过三个数据质量维度,分别为数据大小、可用性和完整性,提出了一种多维度数据效用评估方法,并设计了多维度数据效用评估函数,利用最小二乘法拟合得到函数的最优参数值;其次,设计了一个包括数据提供商、服务提供商及服务使用者在内的大数据交易市场模型,并利用上述数据效用评估方法提出一种基于Stackelberg博弈的最优数据定价方案,使大数据交易市场的参与者的利润可以达到最大化。(2)提出一种基于属性基加密与智能合约的数据交易方案。为满足数据卖家数据细粒度访问控制的需求,利用密文策略属性基加密技术保护待售数据安全,保证只有拥有特定属性的数据买家才可以购买并正确解密数据;针对数据交易中身份隐私保护与监管追溯难以平衡问题,利用联盟链以及群签名技术实现了数据交易的安全可信以及匿名可追溯。具体而言,DS和DB通过部署在联盟链上的智能合约进行数据发布以及数据交易,并采用群签名算法对交易进行签名必要时联盟链上的监管节点可以打开群签名追踪恶意用户的身份并通过仲裁机制给予其惩罚。