基于安全多方計(jì)算技術(shù)的隱私保護(hù)打分系統(tǒng)設(shè)計(jì)

譚尚之，馬敏耀，金朝會，黃菊香，胡元銳，陳 進(jìn)

（1.貴州師范學(xué)院 數(shù)學(xué)與大數(shù)據(jù)學(xué)院，貴州 貴陽 550018；2.貴州師范學(xué)院 互聯(lián)網(wǎng)+創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練中心，貴州 貴陽 550018）

0 引言

現(xiàn)有的多人評分場景中，相當(dāng)一部分的場景還未采取電子化評分系統(tǒng)。在使用電子化評分系統(tǒng)的場景中，大多都是將評委的評分匯總給服務(wù)端，再由服務(wù)端計(jì)算出最終得分后進(jìn)行公布。不論哪種方式，評委的評分情況都是公開的，這可能會給評委本人帶來聲譽(yù)、人際關(guān)系、甚至安全威脅等負(fù)面影響。市場上還未見到既能保證評分結(jié)果正確性，又能保護(hù)評分人數(shù)據(jù)隱私的多人評分系統(tǒng)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，大數(shù)據(jù)和智能化時(shí)代的到來，人們對安全性和科技性的要求也越來越高。本文基于此設(shè)計(jì)了隱私保護(hù)打分系統(tǒng)[1]。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

生活中，需要多人對某一對象（人/事/物）進(jìn)行評分的情況十分常見，例如各類評審、競選、競賽、評標(biāo)等活動(dòng)中，都常常需要多人對某一對象進(jìn)行評分[2]。在現(xiàn)有的多人評分模型（見圖1）中，評委各自進(jìn)行評分后，再將所有評委的評分進(jìn)行匯總后算出最終得分（如總分或平均分）[3]。現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)打分系統(tǒng)基本都是將評委的評分匯總給服務(wù)器，再由服務(wù)器計(jì)算出最終得分后進(jìn)行公布。

圖1 現(xiàn)有的評分系統(tǒng)模型

在現(xiàn)有的多人評分模型中，每個(gè)評委的評分情況都是公開的，這可能會給評委本人帶來聲譽(yù)、人際關(guān)系、甚至安全威脅等負(fù)面的影響[4]。因此，本項(xiàng)目提出隱私保護(hù)多人評分模型，與現(xiàn)有的評分模式相比，該模型具有兩個(gè)典型的主要特性：（1）每個(gè)選手的最終得分確實(shí)是由每個(gè)評委所給的評分計(jì)算而得到的（正確性）；（2）每個(gè)評委所給的評分，除了他自己之外，其他任何人（包括其他評委、評分組織方、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器以及能夠切圖通信線路的攻擊者等）都不知道（隱私性）。

隱私保護(hù)多人評分系統(tǒng)模型如圖2所示，在該模型下，多個(gè)評委輸入自己所給的評分后，系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行一個(gè)隱私保護(hù)的多方計(jì)算協(xié)議，最終計(jì)算出評委的得分，既保證了評分的正確性，又保護(hù)了每個(gè)評分人的隱私。本項(xiàng)目擬設(shè)計(jì)和開發(fā)一個(gè)軟硬件兼容的隱私保護(hù)多人評分系統(tǒng)，解決現(xiàn)有多人評分系統(tǒng)所存在的隱私暴露問題，具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

圖2 本系統(tǒng)評分系統(tǒng)模型

1.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的主要流程如下。

第一步：用戶進(jìn)行客戶端登錄，服務(wù)器開啟服務(wù)。

第二步：服務(wù)器發(fā)起評分。

第三步：客戶端評分，數(shù)據(jù)拆分，由服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)給各個(gè)客戶端，進(jìn)行評分計(jì)算。

第四步：當(dāng)每個(gè)客戶端都收到一次由各個(gè)客戶端發(fā)送的評分?jǐn)?shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的解密整合為一個(gè)打分?jǐn)?shù)據(jù)，發(fā)送給服務(wù)器。

第五步：服務(wù)器收到各個(gè)客戶端發(fā)送的評分后，進(jìn)行解密計(jì)算求出平均分然后顯示。

軟硬件兼容的隱私保護(hù)評分系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程

2 測試數(shù)據(jù)

假設(shè)有3個(gè)用戶評分，對他們評分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)評分系統(tǒng)軟件測試收集的數(shù)據(jù)符合實(shí)際測試數(shù)據(jù)，如表1所示，說明本評分系統(tǒng)具有穩(wěn)定性和可靠性，可以廣泛使用。

表1 測試數(shù)據(jù)

3 結(jié)語

本文設(shè)計(jì)了一種隱私保護(hù)系統(tǒng)，綜合應(yīng)用了隱私保護(hù)加密算法和單片機(jī)有關(guān)技術(shù)，彌補(bǔ)現(xiàn)有的多人評分模型中評分人隱私暴露的缺陷，從而催生出一種新的多人評分模型，為現(xiàn)有的多人評分模型帶來創(chuàng)新發(fā)展。