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专利号: 2021102915645
申请人: 南通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-10-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于联盟链的物联网数据拍卖系统的拍卖方法,其特征在于,包括:

S10拍卖双方资格审核与信息录入,用户在进行数据竞拍之前首先要注册一个账号,用户注册完毕后,进行信息录入,数据拍卖系统会根据录入的信息将用户分为竞拍者和拍卖者两个类别;

S20拍卖数据鉴别,拍卖者通过数据竞拍平台生成的公私钥对数据竞拍请求进行加密并上传至联盟链,数据竞拍平台对数据竞拍请求进行验证后发布到联盟链供拍卖者查看鉴别的结果;

S30拍卖者在数据竞拍平台上发布竞拍数据请求,竞拍者通过关键字检索出参与竞拍的数据,竞拍者按需提交竞拍订单,拍卖者接受竞拍订单,智能合约确定达成交易的双方,最后交付数据;

S40计算买卖双方的效用函数和社会福利,交易成功的买卖双方会根据自己的收益计算利润,市场通过分析买卖双方的利润来计算社会福利最大化的结果,数据竞拍平台中的共识节点将交易信息备案入链;

其中,所述联盟链的物联网数据拍卖系统包括通过联盟链相互连接的竞拍者、拍卖者、竞拍平台、智能合约以及分布式数据库。

2.根据权利要求1所述的基于联盟链的物联网数据拍卖系统的拍卖方法,其特征在于,智能合约包括注册合同RC、分类合同CLC、许可合同PC、拍卖合同AC、交易合同TC。

3.根据权利要求2所述的基于联盟链的物联网数据拍卖系统的拍卖方法,其特征在于,所述步骤S10包括:S11由私钥S计算公钥K,数据拍卖系统通过随机源产生一个随机数X,然后将这个随机数经过SHA‑256哈希算法产生一个长度为256个二进制位的私钥S,私钥S经过椭圆曲线密码算法ECDSA计算得到唯一64位字节的公钥K;

S12由公钥K计算货币地址H,以公钥K作为输入,先计算其SHA‑256的哈希加密值,得到一个长度为256bits的二进制数据结果,再将得到的结果计算RIPEMD‑160的哈希加密值,得到一个长度为160bits的二进制数据,该值是货币地址的初始值;

S13由公钥哈希得到货币地址,利用Base58Check、Base64Check格式对公钥哈希进行编码或通过二维码生成算法将公钥哈希转换为对应的二维码;

S14用户首先需向证书颁发机构CA发送身份验证申请,并提交相应的身份证件、证书及相关凭证,CA会对用户的身份信息进行验证,CA验证通过后,密钥管理中心将为申请者创建密钥对,再将密钥对发送给申请者,CA根据申请者的相关属性、个人信息和密钥管理中心创建的公钥,生成数字证书,并将数字证书发送给申请者;

S15用户收到数字证书和密钥对后,向数据拍卖系统发送注册申请,并发送CA生成的数字证书,节点收到申请后,首先查询分类合同CLC中是否存在该用户,若证实为新用户则检验数字证书的真伪,并向CA确认用户的身份;S16身份审核通过后,节点将用户的地址和身份保存在分类合同CLC中,将用户加入数据拍卖系统中,加入数据拍卖系统后,数据拍卖系统将自动为用户创建一个空的拍卖合同AC和许可合同PC,并将合同地址发送给用户;

S17用户注册得到交易货币地址后,进行信息录入,数据拍卖系统会根据录入的信息将用户分为竞拍者和拍卖者两个类别。

4.根据权利要求3所述的基于联盟链的物联网数据拍卖系统的拍卖方法,其特征在于,所述步骤S20包括:S21数据竞拍平台生成公私钥对{PK,SK}并将公钥PK上传至联盟链;

S22拍卖者在进行数据交易前要确保拍卖的数据有安全使用保障,拍卖者向数据竞拍平台提交数据竞拍请求,拍卖者在联盟链中下载数据竞拍平台的公钥PK,利用PK对数据竞拍请求进行加密,拍卖者将密文的地址和自己的公钥PS上传至联盟链;

S23数据竞拍平台检索出所有数据竞拍请求,数据竞拍平台通过拍卖者数据存放的地址下载加密的数据,利用自己的私钥SK对密文进行解密,对数据验证后,将验证的结果利用拍卖者的公钥PS进行加密,将密文发布到联盟链,拍卖者下载后利用自己的私钥SS进行解密,查看数据鉴别的结果。

5.根据权利要求4所述的基于联盟链的物联网数据拍卖系统的拍卖方法,其特征在于,所述步骤S30包括:S31发布数据竞拍信息,拍卖者通过分类合同发布数据的销售信息,销售信息包括数据存储的地址、数据的哈希值、数据的类型、数据的鉴定结果以及数据的关键字;

S32数据检索,竞拍者通过检索功能利用关键字检索数据,竞拍者可查看检索后数据的销售信息,通过对检索到的数据进行筛选确定想要竞拍的数据;S33竞拍者提交竞拍订单,竞拍者首先根据自己的实际需求进行数据竞拍,拍卖者收到竞拍信息后,竞拍者的拍卖合同中会自动添加拍卖者的地址信息,竞拍者对检索后的数据进行竞拍,先在智能合约中添加一个订单,订单中包含竞拍者对数据的需求,数据的需求包括数据类型、竞拍数量,在提交竞拍价格时利用不可逆向求解、哈希函数,将报价与一串自定义的随机字符串相连,再进行哈希加密作为密封报价,同时还需向该智能合约地址转入一定以太币作为保证金,以避免出现虚假竞拍请求;

S34拍卖者接受竞拍订单,根据竞拍者提交的购买订单打包相应的数据,在提交竞拍价格时利用不可逆向求解、哈希函数,将报价与一串自定义的随机字符串相连,在进行哈希加密作为密封报价,同时还需向拍卖者接受竞拍订单的智能合约的地址转入一定以太币作为保证金,以避免出现虚假竞拍请求,由于区块链公开透明,直接将价格提交到智能合约会导致后报价的拍卖者可以看见其他拍卖者的出价,因此设置时间函数,拍卖者需要在窗口内提交密封报价的哈希值;

S35确定达成交易的双方,买卖双方通过智能合约获取对方的真实出价,如果某一方的出价过低则系统会降低该拍卖者的信誉值,并扣除相应数量的保证金以作为惩罚,成功交易数据的竞拍者、拍卖者的信誉值会提升;

S36安全计算/交付数据,数据拍卖系统会采用同态加密的方式计算竞拍者的计算任务,然后将加密的结果交给数据竞拍者,订单完成。

6.根据权利要求5所述的基于联盟链的物联网数据拍卖系统的拍卖方法,其特征在于,所述步骤S34包括:S341拍卖者收到竞拍者的竞拍订单后,首先将数据用对称加密密钥KEY进行加密,拍卖者使用私钥SKD对密文CT的摘要msg进行签名;

S342拍卖者将加密后的密文CT存储到数据库中,数据库返回一个存储地址Addri;

S343拍卖者将存储地址和对称加密密钥用患者的公钥进行加密,并附上签名,作为一条交易数据发送到网络中;

S344共识节点收到该条交易信息后,首先验证签名,如若验证通过,则将交易数据打包放入区块中,等待共识上链;

S345区块经共识上链后,竞拍者能够从区块中获取交易数据的地址,竞拍者首先验证其签名,接着使用自己的私钥SKp进行解密,获得密钥及竞拍数据存储地址。

7.根据权利要求6所述的基于联盟链的物联网数据拍卖系统的拍卖方法,其特征在于,所述步骤S35包括:S351区块链平台会将竞拍者和拍卖者的数量以及一轮交易买卖双方需要缴纳的费用发布在平台上,买卖双方可以进行参考;

S352区块链交易平台发出通知后,想要出售数据的投标人,根据自己的损失函数和平台会支付费用计算自己的效用,每一个拍卖者向区块链平台提交n份拟出售数据的方案,区块链平台将拟出售方案发布给对应的每个竞拍者;

S353竞拍者接收到m位拟出售方案后,根据自己的收益函数和平台要收取的费用计算自己的效用,向平台提交自己的购买方案,购买方案中包含拍卖者的编号、数据种类编号、购买数量bij、欲购买数据总金额zij;

354区块链平台将竞拍者的购买方案发送给对应的拍卖者,拍卖者得到竞拍者的购买方案之后计算竞拍者给出的数据单价cij=zij/bij,拍卖者出售数据的最低价为gij,当cij大于或等于gij时,以cij为单价进行交易,交易的数据量为bij;当cij小于gij时,交易终止;

S355计算交易成功的买卖双方的效用函数结果。

8.根据权利要求7所述的基于联盟链的物联网数据拍卖系统的拍卖方法,其特征在于,所述步骤S36包括:S361同态密钥生成,由可信任的数据竞拍第三方机构生成一对同态密钥作为全网的同态密钥,公开其同态公钥,私钥保存在数据竞拍第三方机构中;

S362用全网同态公钥加密竞拍数据和订单信息,同态加密后的密文分别记为X1和X2,此操作采用加法同态加密算法;

S363用接收方的公钥加密步骤S362中的交易订单,加密后的密文记为Y1;

S364发送者发起交易,交易内容包含步骤S362中的密文X1、密文X2以及S363中的密文Y1三个字段,发送者将交易信息发送至全网节点进行验证;

S365交易确认,区块链全网的验证节点进行交易信息的验证,并维护公共账本,交易信息验证成功后,验证节点对公共账本上的用户真实余额进行修改。

9.根据权利要求8所述的基于联盟链的物联网数据拍卖系统的拍卖方法,其特征在于,所述步骤S40包括:S41拍卖者费用函数的含义为拍卖者通过数据交易得到的竞拍者支付的金额减去拍卖者数据收集、存储、传输以及数据交易后潜在的隐私泄漏风险带来经济损失的金额,当平台发布这一轮的分配方案X和费用函数U()后,卖方根据分配方案、费用函数和损失函数计算出下一轮的出标情况S,目的是使自己能够获得的收益最大化,可用公式(1)~(2)表示为:maxJs=F(S)‑U(X)…………………………………………………(1)

其中,S表示竞拍者的所有出标情况,F()表示为所有竞拍者支付给拍卖者的费用函数,X表示拍卖者对于所有竞拍者的分配方案,U()表示为拍卖者的损失函数,xij表示为拍卖者i想要出售给竞拍者j的数据量,Sij表示为拍卖者i分配给竞拍者j的数据量;

S42竞拍者费用函数含义为竞拍者通过购买的数据产生的效用收益减去交易过程中支付给区块链平台的费用,买方所需要解决的问题可以用如下公式(3)~(4)表达:maxJB=W(Y)‑H(B)……………………………………………………(3)

其中,Y表示竞拍者想要从所有拍卖者手中购买的全部数据,W()表示为竞拍者购得数据所产生的收益函数,B表示购买方案,H()表示费用函数,yij表示竞拍者j购得竞拍者i的数据量,bij表示竞拍者j想要购得竞拍者i的数据量;

S43在经济学中,社会福利的定义是所有竞拍者的效用总收益与所有拍卖者的效用总损失的差值,在区块链多对多数据拍卖市场中,社会福利最大化的问题可用公式(5)~(7)表示为:yij≤xij……………………………………………………………(7)

其中,Ci表示拍卖者拥有的最大数据量,bij表示竞拍者j想要购得竞拍者i的数据量,yij表示竞拍者j购得竞拍者i的数据量,xij表示为拍卖者i想要出售给竞拍者j的数据量,sij表示为拍卖者i分配给竞拍者j的数据量,式(3)为拍卖者i所能够分配给所有竞拍者的数据量之和要不超过拍卖者i所拥有的数据量,式(4)为竞拍者j从拍卖者i中能够购买的数据量不超过拍卖者i想要出售给竞拍者j的数据量;

S44交易信息备案入链,在区块信息备案入链的技术上达成一致,新创建的区块节点与数据拍卖系统中目标区块采用同一技术架构;

S45按相应的技术标准在服务器上搭建区块链基础环境,将搭建好的节点接入目标区块链网络内;

S46竞拍交易区块链要接入目标区块链数据拍卖系统,要申请可信的身份真实性验证,通过验证后,获取身份签名及秘钥;

S47采用标准的数据拍卖系统规范将竞拍数据进行上链。