面向隐私数据安全共享的区块链技术研究与应用

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随着新冠疫情的发展,健康码系统在常态化疫情防控工作中发挥着关键作用。健康码系统涉及了大量的个人行程数据和健康数据等隐私信息的申报和验证等操作,系统运行中存在个人申报信息的可信性和隐私信息安全保护两个关键问题。就目前实际的疫情管控情况来看,个人谎报行程数据严重影响了疫情防护工作,隐私信息的泄露也给部分个体带来了严重的社会影响。除健康码系统外,安全、可信的数据共享问题还广泛存在于各种隐私信息共享系统中。因此,本文结合区块链技术研究个人隐私数据的可信申报和安全共享技术。本文的具体工作内容如下:1、基于零知识证明和智能合约的隐私信息共享方法。在各种涉及隐私的数据共享系统中,用户申报和隐私相关的信息、系统针对隐私信息做出认证和共享都属于必要的操作。本文使用零知识证明算法结合区块链的智能合约技术设计了个人位置信息、体温信息、疫苗信息等关键隐私信息的共享方法,使得系统可以在不存储用户隐私明文信息的条件下对隐私信息做出合规性验证,且具有较短的算法执行时间等良好特性。2、基于区块链和见证者协作的零知识位置证明方法。用户个体出于各种原因可能使用地理位置虚拟软件、谎报等方法避免发布真实的个人位置信息,这对系统功能正常运行有决定性的破坏作用。本文利用区块链的去中心化、不可篡改、可追溯等特点,并结合零知识证明协议,提出了基于区块链的可信地理位置证明方法,具有保护隐私、准确度高、防篡改、证明时间较短等良好特性。3、基于区块链技术的高校防疫原型系统。针对个人隐私保护与疫情防控的需求,设计了一个基于区块链的高校防疫原型系统。系统包括个人申报、查询验证、健康码发布等功能。在系统设计实现上,基于Fabric设计了超级账本Fabric SDK、智能合约,在服务端采用了Node.js,Express框架,在前端使用EJS作为界面渲染引擎,并对系统的功能进行了部署验证,结果表明本文提出的可信申报和隐私保护技术可行。综上,本文设计实现了个人隐私信息的安全共享方法和可信的位置证明方法,并应用于高校防疫原型系统中。论文的测试和实验结果表明,在疫情常态化防控的趋势下,本文所提出的解决方案能实现个人隐私可信披露与安全防御,可以为疫情防控发挥重要作用。
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