本发明涉及信息安全的技术领域，尤其是指一种针对群体感知中隐私保护的数据质量感知激励方法。
背景技术：
近年来，随着移动传感器设备的普及和移动设备通信技术的发展，移动群体感知正成为一种新的数据收集范式。群体感知应用包括是三个主要实体：任务请求者、感知服务提供者和一群参与者。任务请求者将感知任务外包给感知服务提供者，感知服务提供者为感知任务招募一群合格的参与者执行任务。群体感知应用易部署、覆盖范围广、维护成本低的特性，为大规模收集数据带来了极大的便利性，但是由于感知设备的参次不齐和参与者行为的不可控性，导致收集的数据质量差异很大；此外，虽然感知服务提供者为任务处理收集的数据提供了便利，但也面临着泄露用户数据的隐私问题。如果群体感知应用没有任何的隐私保护措施，那么会降低参与者执行感知任务的意愿，影响群体感知应用的推广和普及。
群体感知应用的可靠性不仅依赖于收集的大量感知数据，而且还需要单个高质量数据的支持。现有评估感知数据质量的方法分为三类：参与者信誉分、感知数据的上下文和真值发现迭代算法。根据参与者信誉分评估数据质量往往容易忽略用户数据隐私；感知数据上下文和真值发现等数据质量评估算法很容易遭受恶意数据攻击。因此，为了提高参与者执行任务的意愿、合理评估感知数据的质量和保护感知数据的隐私性，基于零知识证明理论实现了具有隐私保护的感知数据质量评估的激励方法，同时为参与者提供匿名身份信息，保护用户的身份信息。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种针对群体感知中隐私保护的数据质量感知激励方法，诣在解决群体感知激励中数据质量评估和数据隐私问题，证明参与者提供的感知数据是否处于评估标准的合理区间范围内，以此实现数据质量的评估，同时通过匿名技术实现用户的身份隐私，在隐私保护的数据质量评估中，该方法保护了用户的身份隐私，隐私保护地评估了参与者的数据的可靠性。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种针对群体感知中隐私保护的数据质量感知激励方法，包括以下步骤：
s1、任务发布者初始化公私钥对(pkd,skd)，发送{t,pkd,π,n,b,r}分别为任务内容t、公钥pkd、激励报酬控制参数π、招聘人数n、预算b和质量评估标准区间r到感知服务提供者，感知服务提供者为任务t生成零知识证明的参数pkz＝(p,g,h)，其中p是大素数，生成以p底的循环群g，g和h是循环群g的生成元，感知服务提供者广播任务信息{t,pkd,pkz,π,n,b}招募参与者wi，1≤i≤n，参与者wi根据收集感知数据的成本ci和任务的最低报酬
s2、参与者wi计算一个匿名身份
s3、感知服务提供者把参与数据评估质量合格的参与者信息
s4、任务发布者对收到的加密的感知数据enc(di,pkd)进行解密和验证，确认感知数据di验证通过后，通知感知服务提供者根据
所述步骤s1包括以下步骤：
s11、任务发布者为任务内容t初始化参数公私钥对(pkd,skd)，其中
s12、感知服务提供者广播任务请求中的参数{t,pkd,π,n,b}并且招募n个参与者；
s13、当有参与意愿的参与者wi向感知服务提供者请求参加任务时，那么感知服务提供者会计算
s14、参与者wi首先判断执行任务的成本
步骤s2包括以下步骤：
s21、参与者生成匿名的身份
s22、izkm构造承诺：参与者wi选取一个随机值ri,
s23、izkm挑战：只要感知服务提供者接收到参与者wi发送的承诺s0,i，那么感知服务提供者将评估范围的下限a的值和上限b的值作为一个挑战返回给参与者；
s24、izkm响应：参与者接收到感知服务提供者发送的包含a和b值的挑战后，参与者判断自身的感知数据di是否在[a,b]区间，如果参与者的感知数据di在[a,b]区间之外，那么参与者退出本次任务，并且向感知服务提供者返回⊥，终止本次参与者的数据质量评估，如果参与者的感知数据di∈[a,b]，那么参与者计算
s25、izkm验证评估：感知服务提供者根据参与者对挑战返回的响应(s1,i,s2,i)验证参与者提交的承诺s0,i通过计算s1,i＝s0,i·(ga)-1modp和s2,i＝gb·(s0,i)-1modp，s0,i、s1,i和s2,i分别是参与与者wi构造的承诺和对挑战作出的响应，(ga)-1和gb是构造因子，(s0,i)-1是s0,i在循环群g中的逆，计算验证成立那么表明参与者在构造承诺和响应挑战中使用的是相同感知数据值，没有欺骗感知服务提供者，并且感知服务提供者则相信参与者上传的感知数据di∈[a,b]，参与者上传的感知数据通过隐私保护数据质量评估的零知识证明挑战-响应协议izkm，否则参与者的数据质量评估是失败的。
步骤s3包括以下步骤：
s31、参与者wi的数据di经过感知服务提供者的数据质量评估满足任务的要求范围r，随后，感知服务提供者将满足数据质量评估的参与者wi的信息
s32、任务发布者收到满足数据质量评估的参与者wi信息后，发送预付请求
s33、感知服务提供者收到提供给参与者wi的预付款之后，立刻通知参与者wi提交感知数据给任务发布者；
s34、参与者wi收到预付通知后，将加密的感知数据enc(di,pkd)和随机数enc(ri,pkd)发送给任务发布者。
步骤s4包括以下步骤：
s41、任务发布者使用私钥skd解密参与者提交的数据d'i＝dec(enc(di,pkd),skd)和r'i＝dec(enc(ri,pkd),skd)；
s42、任务发布者通过计算
s43、只要数据通过验证，任务发布者发送
s44、感知服务提供者为参与者wi发放真实货币金额
本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
1、本发明方法可有效地平衡数据的可靠性评估和隐私保护，一个隐私保护数据质量评估的零知识证明挑战-响应协议izkm，可以有效地确定数据是否满足任务请求者对数据的范围约束，并且不会泄漏数据内容。
2、本发明协调了奖励和数据质量之间的关系，实现了集数据质量评估结合数据质量度量值评估的奖励分配机制，在任务预算约束下实现了具有数据质量意识的奖励分配。
3、本发明可以有效的防止参与者和任务请求者的一些恶意行为。避免任务发布者通过数据评估后，上传伪造的数据欺骗任务发布者。同时，通过预付报酬的机制保障参与者的利益，防止任务发布者的恶意抵赖行为。
附图说明
图1是本发明方法的流程图。
图2是本发明方法的应用架构图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
本实施例所提供的针对群体感知中隐私保护的数据质量感知激励方法，在半可信的感知服务提供者中基于零知识证明原理以及身份匿名来完成隐私数据质量的评估和激励。在非安全信道中，通过公钥密码算法加密提交数据，保护数据的机密性。在预算约束下，有效的协调了数据质量和激励的关系。通过两级数据数量度量和预付部分激励报酬可以有效的防止任务发布者和参与者的恶意行为。
首先，任务发布者初始化自己的公私钥对，发布任务的内容、公钥及参数到服务提供者，通过广播任务请求的内容招募参与者。参与者通过零知识证明原理构造包含感知数据的承诺发送给感知服务提供者进行评估，感知服务提供者与参与者之间通过隐私保护数据质量评估的零知识证明挑战-响应协议izkm的交互，判断参与评估的数据是否在任务要求范围内。
其次是数据质量评估通过后的数据提交部分，感知服务提供者通知任务发布者通过数据质量评估的参与者，同时构造为其构造一个匿名身份，使用匿名身份将参与评估的数据承诺发送给任务发布者，任务发布者预付部分激励报酬到感知服务提供者，感知服务提供者通知参与者将加密数据发送到任务发布者，任务发布者解密数据并通过该参与者提交的构造承诺验证解密数据的合理性。
最后任务发布者通知感知服务提供者通过数据验证的参与者列表，同时通过服务提供者发放剩余的部分激励报酬。
如图1和图2所示，上述针对群体感知中隐私保护的数据质量感知激励方法，包括以下步骤：
s1、任务发布者初始化公私钥对(pkd,skd)，发送{t,pkd,π,n,b,r}分别为任务内容t、公钥pkd、激励报酬控制参数π、招聘人数n、预算b和质量评估标准区间r到感知服务提供者，感知服务提供者为任务t生成零知识证明的参数pkz＝(p,g,h)，其中p是大素数，生成以p底的循环群g，g和h是循环群g的生成元，感知服务提供者广播任务信息{t,pkd,pkz,π,n,b}招募参与者wi，1≤i≤n，参与者wi根据收集感知数据的成本ci和任务的最低报酬
s11、任务发布者为任务内容t初始化参数公私钥对(pkd,skd)，其中
s12、感知服务提供者广播任务请求中的参数{t,pkd,π,n,b}并且招募n个参与者；
s13、当有参与意愿的参与者wi向感知服务提供者请求参加任务时，那么感知服务提供者会计算
s14、参与者wi首先判断执行任务的成本
s2、参与者wi计算一个匿名身份
s21、参与者生成匿名的身份
s22、izkm构造承诺：参与者wi选取一个随机值ri,
s23、izkm挑战：只要感知服务提供者接收到参与者wi发送的承诺s0,i，那么感知服务提供者将评估范围的下限a的值和上限b的值作为一个挑战返回给参与者；
s24、izkm响应：参与者接收到感知服务提供者发送的包含a和b值的挑战后，参与者判断自身的感知数据di是否在[a,b]区间，如果参与者的感知数据di在[a,b]区间之外，那么参与者退出本次任务，并且向感知服务提供者返回⊥，终止本次参与者的数据质量评估，如果参与者的感知数据di∈[a,b]，那么参与者计算
s25、izkm验证评估：感知服务提供者根据参与者对挑战返回的响应(s1,i,s2,i)验证参与者提交的承诺s0,i通过计算s1,i＝s0,i·(ga)-1modp和s2,i＝gb·(s0,i)-1modp，s0,i、s1,i和s2,i分别是参与与者wi构造的承诺和对挑战作出的响应，(ga)-1和gb是构造因子，(s0,i)-1是s0,i在循环群g中的逆，计算验证成立那么表明参与者在构造承诺和响应挑战中使用的是相同感知数据值，没有欺骗感知服务提供者，并且感知服务提供者则相信参与者上传的感知数据di∈[a,b]，参与者上传的感知数据通过隐私保护数据质量评估的零知识证明挑战-响应协议izkm，否则参与者的数据质量评估是失败的。
s3、感知服务提供者把参与数据评估质量合格的参与者信息
s31、参与者wi的数据di经过感知服务提供者的数据质量评估满足任务的要求范围r，随后，感知服务提供者将满足数据质量评估的参与者wi的信息
s32、任务发布者收到满足数据质量评估的参与者wi信息后，发送预付请求
s33、感知服务提供者收到提供给参与者wi的预付款之后，立刻通知参与者wi提交感知数据给任务发布者；
s34、参与者wi收到预付通知后，将加密的感知数据enc(di,pkd)和随机数enc(ri,pkd)发送给任务发布者。
s4、任务发布者对收到的加密的感知数据enc(di,pkd)进行解密和验证，确认感知数据di验证通过后，通知感知服务提供者根据
s41、任务发布者使用私钥skd解密参与者提交的数据d'i＝dec(enc(di,pkd),skd)和r'i＝dec(enc(ri,pkd),skd)；
s42、任务发布者通过计算
s43、只要数据通过验证，任务发布者发送
s44、感知服务提供者为参与者wi发放真实货币金额
任务发布者：用于初始化自己的公私钥，确定数据的合理区间，确定招募参与者的人数和确定发布任务的报酬；对通过服务提供者数据质量评估的参与者发放预付款；对参与者提交的加密数据进行解密，根据零知识证明原理进行验证；通过服务提供者对提供满足任务要求数据的参与者发放报酬。
感知服务提供者：用于数据质量评估，根据参与者用感知数据构造的承诺，发送任务要求合理区间的上限和下限作为一个挑战发送给参与者；根据参与者对挑战的响应判断数据是否满足任务的需求；将通过数据质量评估的参与者的承诺与匿名身份发送给任务发布者，并通知参与者通过数据质量评估，否者则通知参与者不通过数据质量评估并结束；收到任务发布者对数据的验证通过后，发放激励报酬给参与者。
参与者：用于为感知任务收集数据，根据服务提供者广播的任务参数构造包含感知数据的承诺提交给服务提供者进行评估；同时对服务提供者关于数据承诺提出的挑战进行响应；通过数据质量评估后，将感知数据使用任务发布者的公钥加密发送给任务发布者。
综上所述，本发明主要包括隐私护数据质量评估、参与者的身份隐私保护、两级数据质量度量以及基于数据质量的激励函数。其中初始化过程中，任务发布者初始化公私钥，给出对收集数据的合理范围，以及招募的人数和任务激励报酬；服务提供者广播任务信息并招募参与者，同时对参与者的数据进行质量评估，对通过数据质量评估的用户设置匿名身份，并转发该参与者的数据承诺和匿名身份给任务发布者；任务发布者对通过数据质量评估的参与者发放预付报酬到服务提供者，服务提供者通知参与者提交加密数据到任务发布者；任务发布者解密加密数据并与该用户的数据承诺进行计算验证；任务发布者为通过验证的参与者发放剩余的激励报酬给服务提供者；最后服务提供者发送此次所有的报酬到参与者。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
1.一种针对群体感知中隐私保护的数据质量感知激励方法，其特征在于，包括以下步骤：
s1、任务发布者初始化公私钥对(pkd,skd)，发送{t,pkd,π,n,b,r}分别为任务内容t、公钥pkd、激励报酬控制参数π、招聘人数n、预算b和质量评估标准区间r到感知服务提供者，感知服务提供者为任务t生成零知识证明的参数pkz＝(p,g,h)，其中p是大素数，生成以p底的循环群g，g和h是循环群g的生成元，感知服务提供者广播任务信息{t,pkd,pkz,π,n,b}招募参与者wi，1≤i≤n，参与者wi根据收集感知数据的成本ci和任务的最低报酬
s2、参与者wi计算一个匿名身份
s3、感知服务提供者把参与数据评估质量合格的参与者信息
s4、任务发布者对收到的加密的感知数据enc(di,pkd)进行解密和验证，确认感知数据di验证通过后，通知感知服务提供者根据
2.根据权利要求1所述的一种针对群体感知中隐私保护的数据质量感知激励方法，其特征在于，所述步骤s1包括以下步骤：
s11、任务发布者为任务内容t初始化参数公私钥对(pkd,skd)，其中
s12、感知服务提供者广播任务请求中的参数{t,pkd,π,n,b}并且招募n个参与者；
s13、当有参与意愿的参与者wi向感知服务提供者请求参加任务时，那么感知服务提供者会计算
s14、参与者wi首先判断执行任务的成本
3.根据权利要求1所述的一种针对群体感知中隐私保护的数据质量感知激励方法，其特征在于，步骤s2包括以下步骤：
s21、参与者生成匿名的身份
s22、izkm构造承诺：参与者wi选取一个随机值ri,
s23、izkm挑战：只要感知服务提供者接收到参与者wi发送的承诺s0,i，那么感知服务提供者将评估范围的下限a的值和上限b的值作为一个挑战返回给参与者；
s24、izkm响应：参与者接收到感知服务提供者发送的包含a和b值的挑战后，参与者判断自身的感知数据di是否在[a,b]区间，如果参与者的感知数据di在[a,b]区间之外，那么参与者退出本次任务，并且向感知服务提供者返回⊥，终止本次参与者的数据质量评估，如果参与者的感知数据di∈[a,b]，那么参与者计算
s25、izkm验证评估：感知服务提供者根据参与者对挑战返回的响应(s1,i,s2,i)验证参与者提交的承诺s0,i通过计算s1,i＝s0,i·(ga)-1modp和s2,i＝gb·(s0,i)-1modp，s0,i、s1,i和s2,i分别是参与与者wi构造的承诺和对挑战作出的响应，(ga)-1和gb是构造因子，(s0,i)-1是s0,i在循环群g中的逆，计算验证成立那么表明参与者在构造承诺和响应挑战中使用的是相同感知数据值，没有欺骗感知服务提供者，并且感知服务提供者则相信参与者上传的感知数据di∈[a,b]，参与者上传的感知数据通过隐私保护数据质量评估的零知识证明挑战-响应协议izkm，否则参与者的数据质量评估是失败的。
4.根据权利要求1所述的一种针对群体感知中隐私保护的数据质量感知激励方法，其特征在于，步骤s3包括以下步骤：
s31、参与者wi的数据di经过感知服务提供者的数据质量评估满足任务的要求范围r，随后，感知服务提供者将满足数据质量评估的参与者wi的信息
s32、任务发布者收到满足数据质量评估的参与者wi信息后，发送预付请求
s33、感知服务提供者收到提供给参与者wi的预付款之后，立刻通知参与者wi提交感知数据给任务发布者；
s34、参与者wi收到预付通知后，将加密的感知数据enc(di,pkd)和随机数enc(ri,pkd)发送给任务发布者。
5.根据权利要求1所述的一种针对群体感知中隐私保护的数据质量感知激励方法，其特征在于，步骤s4包括以下步骤：
s41、任务发布者使用私钥skd解密参与者提交的数据di'＝dec(enc(di,pkd),skd)和ri'＝dec(enc(ri,pkd),skd)；
s42、任务发布者通过计算
s43、只要数据通过验证，任务发布者发送
s44、感知服务提供者为参与者wi发放真实货币金额
