基于区块链技术的可信感知激励机制
随着无线通讯技术、传感器技术的迅速发展和移动智能终端设备的广泛普及，移动群智感知作为一种新型的数据收集范式，引起了学术界和工业界的广泛关注。移动群智感知具有覆盖范围广、部署成本低、灵活性强等显著特点。移动群智感知的稳定运行依赖于足够数量的感知用户提供高质量的感知数据。用户收集感知数据时需要花费一定的时间和精力，消耗智能终端设备的各种资源，以及存在泄露隐私的风险。因此，需要设计一种合理的激励机制，鼓励用户积极参与感知任务。同时，恶意用户为了获得奖励可能上传伪造的感知数据影响数据聚合的结果，或者侵犯诚实用户的数据隐私。因此，在设计激励机制时也需要考虑如何阻止恶意用户。此外，目前的大多数移动群智感知系统都依赖于集中式的服务器，容易遭受单点故障，也容易出现隐私泄露和不公正的问题。因此，本文提出了一个可信、安全的激励机制，具体研究和工作如下： （1）对分布式移动群智感知系统的研究。区块链因具有去中心化、不可篡改、可追溯、公开性，透明性、匿名性等特点，可作为解决集中式服务器不可信的有效办法。本文提出了一种基于区块链的移动群智感知系统框架，利用区块链技术在移动群智感知系统中构建一个去中心化的可信环境，任务请求者、感知平台和感知用户均作为区块链上的节点，各节点之间的群智感知过程被看作交易，这些交易由区块链上的矿工验证通过后先打包进区块，再接入到区块链上。 （2）提出了一种基于区块链技术的移动群智感知激励机制。基于逆向拍卖模型构建感知平台与感知用户之间的激励过程，设计激励因子，吸引用户积极参与感知任务。感知平台根据标价与任务价值的比值选择用户，基于数据质量和参与竞标的次数分配报酬。矿工采用EM算法对感知数据进行真值发现，为防止矿工冒充数据收集者领取报酬，用户在感知数据中嵌入了数字水印。理论分析证明基于区块链的激励机制的安全性和有效性，仿真实验结果表明基于区块链的激励机制能有效地提高用户参与感知任务的积极性，提升用户和平台的效用。 （3）设计了一种基于区块链技术的用户声誉更新机制。将区块链技术与边缘计算相结合，构建基于区块链的移动群智感知系统，通过在边缘节点上部署区块链，利用边缘服务器的计算和存储资源，支持区块链上的共识机制和存储交易账本。为抵抗恶意用户和保护感知数据隐私，矿工根据声誉值选择用户，感知平台采用轻量级加性秘密共享技术实现感知数据的安全聚合，采用MCEM算法评估数据质量，基于用户的数据质量和历史任务表现更新用户的声誉。安全性分析证明基于区块链的用户声誉更新机制的安全性，仿真实验验证基于区块链的用户声誉更新机制的可行性和有效性。
移动群智感知;区块链;激励机制;声誉管理
华东交通大学
硕士
计算机技术
万涛
2023
中文
TP309
2023-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）