地理位置虛擬軟件泛濫、民用衛(wèi)星定位信號(hào)易模擬或篡改,致使地理位置可信認(rèn)證難以實(shí)現(xiàn)。針對(duì)已有位置證明方案采用中心化架構(gòu)存在單點(diǎn)失效和易引起集中攻擊等安全風(fēng)險(xiǎn),該文引入去中心化范式思路,利用區(qū)塊鏈具有的去中心化、不可篡改、可追溯等特點(diǎn),并結(jié)合零知識(shí)證明協(xié)議,提出了基于區(qū)塊鏈的零知識(shí)位置證明方法,實(shí)現(xiàn)了以去中心化、保護(hù)隱私、高度準(zhǔn)確、審查抵制的地理位置認(rèn)證服務(wù),從而確保用戶所提供位置的準(zhǔn)確性。該方法不僅能消除中心化位置證明的弊端,確保位置數(shù)據(jù)的機(jī)密性,而且被證明位置數(shù)據(jù)一旦上鏈后不可篡改,實(shí)現(xiàn)了不可抵賴性。測(cè)試分析結(jié)果表明:完整的證明流程（包含證明生成驗(yàn)證和上鏈全過程）實(shí)際測(cè)試每次平均用時(shí)約5 s,其中證明生成和驗(yàn)證的總耗時(shí)是50.5～55.5 ms。因此,算法具有較好的性能開銷,可滿足實(shí)際應(yīng)用需求。 

【文章來源】：電子與信息學(xué)報(bào). 2020,42(09)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

第(4)步見證者返回位置信息：見證者收到位置證明請(qǐng)求后，首先對(duì)證明者的身份進(jìn)行驗(yàn)證，若驗(yàn)證通過，則根據(jù)多源定位的方式獲取自身位置。當(dāng)在室外時(shí)，可以通過GPS獲取自身位置。當(dāng)在室內(nèi)時(shí)，可先嘗試用GPS獲取位置，當(dāng)GPS信號(hào)較弱時(shí)，可通過室內(nèi)布設(shè)的Wi Fi、藍(lán)牙設(shè)備獲得自身位置。然后使用私鑰將自身的位置進(jìn)行簽名返回給證明者，否則返回驗(yàn)證失敗信息。位置證明回應(yīng)如式(4)式中，見證者先取位置信息的哈希值h，然后用私鑰對(duì)其進(jìn)行簽名。

圖4中的實(shí)驗(yàn)是不同的合約分別在Jueth和Ethereum上運(yùn)行的時(shí)間比較，其中測(cè)得的是時(shí)間是運(yùn)行1 04次的平均值。在Jueth上把PBFT算法共識(shí)時(shí)間設(shè)置為了1 s，在這1 s發(fā)生的交易都會(huì)打包進(jìn)這個(gè)區(qū)塊內(nèi)。證書合約Cert Manager中的add Cert添加證書方法中有持久化存儲(chǔ)操作，即對(duì)應(yīng)的字節(jié)碼中有SStore指令，該操作會(huì)改變鏈上的世界狀態(tài)。add Cert方法執(zhí)行時(shí)間約等于共識(shí)時(shí)間，即1 s。該合約方法在Etherum上的執(zhí)行時(shí)間也大致約等于共識(shí)時(shí)間，即15 s。在圖4中顯示search查詢和verify驗(yàn)證方法在兩個(gè)平臺(tái)上的執(zhí)行時(shí)間則是大致一樣，這是由于查詢和驗(yàn)證不改變世界狀態(tài)，不會(huì)引發(fā)共識(shí)，其中驗(yàn)證的時(shí)間是10～30 ms，在圖4中幾乎不可見。圖5中分別顯示了零知識(shí)證明生成請(qǐng)求加響應(yīng)ZKReq+Resp的平均時(shí)間花銷是1.1 s左右，合約調(diào)用請(qǐng)求加響應(yīng)BCReq+Resp的平均時(shí)間花銷是3 s左右，驗(yàn)證請(qǐng)求加響應(yīng)Ver Req+Resp的平均時(shí)間花銷是1 s左右，其中包含了少許的網(wǎng)絡(luò)延遲，可得出3個(gè)操作的平均總耗時(shí)是在5 s左右。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]區(qū)塊鏈用戶匿名與可追蹤技術(shù)[J]. 李佩麗,徐海霞.  電子與信息學(xué)報(bào). 2020(05)
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本文編號(hào)：3598211