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

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、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)計了隱私保護(hù)打分系統(tǒng)[1]。

1 系統(tǒng)設(shè)計

1.1 系統(tǒng)總體設(shè)計

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、人際關(guān)系、甚至安全威脅等負(fù)面的影響[4]。因此，本項目提出隱私保護(hù)多人評分模型，與現(xiàn)有的評分模式相比，該模型具有兩個典型的主要特性：（1）每個選手的最終得分確實是由每個評委所給的評分計算而得到的（正確性）；（2）每個評委所給的評分，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，多個評委輸入自己所給的評分后，系統(tǒng)自動執(zhí)行一個隱私保護(hù)的多方計算協(xié)議，最終計算出評委的得分，既保證了評分的正確性，又保護(hù)了每個評分人的隱私。本項目擬設(shè)計和開發(fā)一個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

系統(tǒng)軟件設(shè)計的主要流程如下。

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)給各個客戶端，進(jìn)行評分計算。

第四步：當(dāng)每個客戶端都收到一次由各個客戶端發(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)器收到各個客戶端發(fā)送的評分后，進(jìn)行解密計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)計流程如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)軟件設(shè)計流程

2 測試數(shù)據(jù)

假設(shè)有3個用戶評分，對他們評分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)評分系統(tǒng)軟件測試收集的數(shù)據(jù)符合實際測試數(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。