區塊鏈/羣體感知/密碼學近期調研-Updating

2019 - BCOSN: A Blockchain-Based Decentralized Online Social Network

1. 期刊/會議

IEEE TRANSACTIONS ON COMPUTATIONAL SOCIAL SYSTEMS

2. 應用場景

Oline social networks(OSN) && Distributed OSN

3. 面臨挑戰

(1)  傳統在線社交網絡由於中心化管理，面臨隱私泄露問題
(2)  分佈式OSN無法提供良好的訪問控制和數據可用性

4. 提出方案

利用區塊鏈設計一個新的DOSN框架：
(1) 將區塊鏈作爲中心服務器管理用戶信息（包括註冊信息，朋友關係，post,comment等）
(2) 用智能合約實現用戶註冊(User Register Contract)、用戶管理(User Management Contract)好友申請（包括好友請求、Post、Comment）

5. 實現技術

(1) 區塊鏈：以太坊+智能合約（防止單點失效、防僞造）
(2) 屬性加密CP-ABE(Ciphertext-Policy Attribute-Based Encryption)：
	加密用戶個人身份信息,用於控制Post等私密內容只能被符合屬性的好友查看（類似朋友圈僅好友/分組可看設置）

論文檢索

2020-TCSS-A Lightweight Blockchain-Based Model for Data Quality Assessment in Crowdsensing

1. 期刊/會議

IEEE TRANSACTIONS ON COMPUTATIONAL SOCIAL SYSTEMS

2. 應用場景

Crowdsensing Data Quality Assessment

3. 面臨挑戰

(1)  unfair payment,negative work of participantsm cooperative cheating
(2)  assess data quality of tasks reliabily

4. 提出方案

利用區塊鏈設計一個數據質量評估模型：
(1) 第一階段質量評估:
	1）驗證者（區塊上鍊投票者）選取:
		- 數學建模

$驗證者信譽值= \alpha * 驗證者的歷史任務質量+ (1 - \alpha ) * 驗證成功率$

		- 然後根據信譽值高低選取合適的驗證者
	2）參與者（工人）選取：
		- 根據工人歷史任務質量高低選取
(2) 第二階段質量評估：
	1）對感知數據進行真值發現
	2）使用真值發現結果使用k-聚類算法將參與者（工人）分爲k個等級，根據等級高低決定任務獎勵
（3）智能合約：
	1）verifiers selection contract (VSC)：
		基於信譽值、歷史質量智能合約自動選取合適的驗證者；
		根據合約將獎勵預先轉入驗證者處保管。
	2）participants employment contract (PEC)
		當參與者選取達到約定閾值被觸發執行
		參與者將數據哈希和簽名發送給驗證者，驗證通過的參與者將被標記到合約的輸出向量中（向量包含任務-工人的僱傭關係）
 	3）data verify contract (DVC)
		任務發佈者與驗證者交互完成數據驗證，並進行質量評估
		驗證者根據質量高低爲參與者支付相應報酬

5. 實現技術

(1) 區塊鏈：以太坊+智能合約
(2) 真值發現（EM算法[1]），K-means clustering	

[1] D. Peng, F. Wu, and G. Chen, “Data quality guided incentive mechanism design for crowdsensing,” IEEE Trans. Mobile Comput., vol. 17, no. 2, pp. 307–319, Feb. 2018.

2019-IOTJ-BBARS: Blockchain-Based Anonymous Rewarding Scheme for V2G Networks

1. 期刊/會議

IEEE Internet of Things Journal

2. 應用場景

Vehicle-to-Grid(V2G) Networks

3. 面臨挑戰

(1)  傳統車輛電網網絡的中心化帶來的隱私泄露
(2)  支付anonymity, unlinkability, untraceability 

4. 提出方案

(1) 首次利用區塊鏈（門羅幣）設計了一個新的V2G網絡匿名獎勵機制
(2) 定義了付款方和收款方間的不可鏈接性

5. 實現技術

(1) 區塊鏈：門羅幣（使用環簽名技術）
(2) 橢圓曲線加密(ECC)+雙線性對匹配(Bilinear Pairing)完成各個實體間的相互認證
(3) 環簽名用於平臺向車輛支付相應報酬（具有匿名特性）：
	在區塊鏈上，通過環簽名，平臺可以生成一次性的公鑰用於發送對車輛的獎勵，合法的車輛才能夠計算出對應一次性公鑰的一次性私鑰用於使用虛擬貨幣。

2019-CS&T-A Survey of Blockchain Technology Applied to Smart Cities: Research Issues and Challenges

1. 期刊/會議

IEEE COMMUNICATIONS SURVEYS & TUTORIALS

2. 綜述話題

Blockchain Applications in Smart Cities

3. 已有Blockchain+Smart Cities應用

4. 挑戰和未來研究方向

2019-TNSM-TCNS: Node Selection With Privacy Protection in Crowdsensing Based on Twice Consensuses of Blockchain

1. 期刊/會議

IEEE TRANSACTIONS ON NETWORK AND SERVICE MANAGEMENT

2. 應用場景

Crowdsensing Node Selection

3. 面臨挑戰

(1)  中心可信第三方平臺帶來的隱私挑戰
(2)  用戶的身份和服務屬性信息泄露：
	 identity and service attributes of the users need to be submitted to the central platform

4. 提出方案

（1）基於兩階段驗證一致性區塊鏈的去中心化隱私保護模型系統框架圖

(2) 利用橢圓曲線算法保護用戶隱私
	ps:區塊鏈假名（僞匿名）的方法

(3) 基於輕量級同態加密[1]的用戶屬性保護策略

(4) 兩輪共識
	1)第一輪共識
		a. 計算信譽度：定義參與度（degree of participoation）UP
		b. 計算服務能力
		c. 計算任務類型匹配度
		d. 任務類型匹配度分類
	2）第二輪共識：上鍊

[1] J. Jiang, Y. Zheng, Z. Shi, X. Yuan, X. Gui, and C. Wang, “A practical system for privacy-aware targeted mobile advertising services,” IEEE Trans. Services Comput., to be published

5. 實現技術

(1) 區塊鏈：以太坊
(2) 橢圓曲線加密(ECC)用於生成用戶節點的地址（身份）信息
(3) 輕量級同態：利用異或的特性

2018-INFOCOM-Searching an Encrypted Cloud Meets Blockchain: A Decentralized, Reliable and Fair Realization

1. 期刊/會議

IEEE INFOCOM

2. 應用場景

Outsourced Data Search

3. 面臨挑戰

(1)  外包雲平臺不可信
(2)  現有驗證機制無法滿足複雜的請求，且無法檢測不可信server的欺騙

4. 提出方案

(1) 基於區塊鏈設計了一個區中心的隱私保護搜索機制
	1）確保數據擁有者收到正確的搜索結果

(2) 引入公平搜索機制financially-fair search construction
	1）單用戶場景：數據擁有着想要搜索外包的數據，必須支付工人（礦工）一定的費用，並且一定可以得到正確可驗證的結果
	2）多用戶場景：數據擁有者可以授權其他用戶訪問他的數據，此時用戶只有同時支付工人（礦工）和數據擁有者一定報酬後才能搜索到正確的結果

5. 實現技術

(1) 區塊鏈：以太坊+智能合約
(2) 可搜索加密

2019-IEEE Access-BPTM: Blockchain-Based Privacy-Preserving Task Matching in Crowdsourcing

1. 期刊/會議

IEEE ACCESS

2. 應用場景

Crowdsourcing Task Matching

3. 面臨挑戰

(1)  現有隱私保護任務匹配方案沒有考慮處理過程的可靠性（例如平臺返回結果的正確性，拒絕服務等）
(2)  基於代理重加密的方案中，不可信/惡意/半可信平臺可以鏈接工人/請求者的重加密密鑰和搜索歷史

4. 提出方案

(1) 基於區塊鏈設計了一個具有隱私保護的任務匹配方案
	1）保護工人的興趣點和請求者任務需求）
	2）利用區塊鏈（僞匿名機制）保護請求者和工人的身份隱私
	3) 利用區塊鏈的不可篡改特性，保證任務匹配的可靠性
(2) 匹配過程（可搜索加密+雙線性對匹配）
	1）請求者基於可搜索加密方案構造密文索引，存入智能合約
	2）工人利用任務關鍵字，通過KM構造搜索陷門提交查詢請求到智能合約進行任務匹配

(3) 智能合約設計
	addWorker(newWorkerAddress)
	removeWorker(oldWorkerAddress)
	addIndex(keywordIndex, encryptedTask, tmpPa- rameter)
	removeIndex(keywordIndex, tmpParameter)
	taskMatching(trapdoor)

5. 實現技術

(1) 區塊鏈：以太坊+智能合約
(2) 可搜索加密+雙線性對匹配(Bilinear Pairing)

2019-CS&T-Integrated Blockchain and Edge Computing Systems: A Survey, Some Research Issues and Challenges

1. 期刊/會議

IEEE COMMUNICATIONS SURVEYS & TUTORIALS

2. 綜述話題

Blockchain+Edge Computing

3. 已有區塊鏈+邊緣計算應用

4. 未來研究挑戰

2020-TII-CrowdBLPS: A Blockchain-Based Location-Privacy-Preserving Mobile Crowdsensing System

1. 期刊/會議

IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL INFORMATICS

2. 應用場景

Crowdsourcing System

3. 面臨挑戰

(1)  現有移動羣體感知模型基於中心化平臺
(2)  工人選取階段的工人位置隱私難以得到保護

4. 提出方案

(1) 基於區塊鏈設計了一個位置隱私保護的移動羣體感知系統
	1）保證了信息的不可篡改和不可抵賴
(2) 兩階段機制（選擇合適的工人保證數據質量）
	1）預註冊階段：
		定義控制參數P（子區域工人門限值）、Q（任務覆蓋目標）來限制熱點區域工人選擇覆蓋率過高
	2）工人選擇階段：
		第一步：估計工人混淆位置和任務的距離；
		第二步：由智能合約執行優化算法確定工人集合

5. 實現技術

(1) 區塊鏈：以太坊+智能合約
(2) 基於部分集合覆蓋的貪心算法（最優化問題）

2016-TIFS-An Efficient Privacy-Preserving Outsourced Calculation Toolkit With Multiple Keys

1. 期刊/會議

IEEE TRANSACTIONS ON INFORMATION FORENSICS AND SECURITY

2. 密碼學方案

分佈式雙門陷公鑰密碼系統（Distributed Two Trapdoor Public-Key Cryptosystem (DT-PKC)）

3. 方案構造

(1) 密鑰生成

(2) 加密過程

(3) 使用弱私鑰解密

(4) 使用強私鑰解密

(5) 強私鑰分割

(6-1) 部分解密Step1

(6-2) 部分解密Step2

(7) 同態特性

4. 方案實現

參見另一篇文章 Java BigInteger 實現分佈式雙門陷公鑰密碼系統（(DT-PKC)