CN111064693A

CN111064693A - 基于区块链的家电物联网用户隐私保护方法

Info

Publication number: CN111064693A
Application number: CN201811205181.6A
Authority: CN
Inventors: 郭乾继; 冷合礼; 熊媛媛; 赵晨; 徐春长
Original assignee: Qingdao Haichain Digital Technology Co Ltd
Current assignee: Qingdao Haichain Digital Technology Co Ltd
Priority date: 2018-10-16
Filing date: 2018-10-16
Publication date: 2020-04-24
Anticipated expiration: 2038-10-16
Also published as: CN111064693B

Abstract

本发明公开了一种基于区块链的家电物联网用户隐私保护方法，包括以下步骤：账户创建步骤，包括：（11）、建立家电设备区块链；（12）、应用软件提示询问用户是否授权数据上链，若是，执行步骤（13）；（13）、将家电设备的MAC信息通过所述接口发送至区块链服务器；（14）、区块链服务器生成证书并发送至应用软件，保存在移动终端；数据上链步骤。本发明的方法，使用数据存储在家电设备区块链中加密保存，无法通过后台直接获取原始数据。通过用户证书进行使用数据授权，证书保存在用户本地，第三方无法通过网络截取。只需将家电设备的MAC信息在区块链中建立账户，不需要获取用户的私人信息，保证了在源头上切断了用户信息的收集。

Description

基于区块链的家电物联网用户隐私保护方法

技术领域

本发明涉及一种网络技术，具体地说，是涉及一种基于区块链的家电物联网用户隐私保护方法。

背景技术

物联网经过多年的探索和实践，已经涌现出大量的应用场景，比如车联网、智能家电、智能家居等。在为用户生活提供了极大便利的同时，物联网服务提供方也在收集物联网交互的数据包括用户隐私数据，并将其明文存储在服务提供方的硬件设备中，比如服务器硬盘等。虽然服务提供方大都宣传会对用户账号进行加密保护处理，但近年来的真实案例说明，由于服务提供方存在的技术漏洞或管理漏洞都会直接威胁到用户的隐私，最典型的案例就像雅虎和Facebook泄露了用户隐私数据，给服务提供方和用户带来了重大的经济财产损失。

目前主流的隐私保护技术通过用户账户加密实现，但用户交互数据仍明文存储在服务提供方，获取数据的授权方式除了用户通过账号密码验证授权外，服务提供方还有很多技术手段可以得到数据授权，比如：通过登陆后台数据库。这次类技术必须配合严格的数据安全和保密管理制度，甚至政府或第三方机构背书已获得参与方的信任，不但建设难度和成本非常高，而且没有根本解决用户归属权和授权方式的现有问题，所以此类无法从根本上解决隐私数据泄露的问题。

发明内容

本发明为了解决现有物联网家电的用户隐私保护性差，容易被第三方截取或者信息容易造假的技术问题，提出了一种基于区块链的家电物联网用户隐私保护方法，可以解决上述问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种基于区块链的家电物联网用户隐私保护方法，包括以下步骤：

账户创建步骤，包括：

（11）、建立家电设备区块链，该家电产品区块链中包含若干个节点，且该若干个节点呈分布式布设；

（12）、用户通过移动终端登录应用软件，该应用软件与家电设备进行绑定，应用软件提示询问用户是否授权数据上链，若是，执行步骤（13）；

（13）、应用软件获取家电设备的MAC信息，调用家电设备区块链的接口，并且将所述家电设备的MAC信息通过所述接口发送至区块链服务器；

（14）、区块链服务器根据家电设备的MAC信息生成证书，并将所述证书通过所述接口发送至应用软件，保存在移动终端；

数据上链步骤，包括：

（21）、家电设备使用过程中识别使用数据，并将所识别的使用数据发送至网关；

（22）、家电设备区块链向所述网关订购使用数据，所述网关将所述使用数据连同该使用数据所对应的家电设备的MAC信息发送至区块链服务器；

（23）、所述区块链服务器检测所述MAC信息，并执行账户校验步骤，若通过校验，则将所述使用数据存储至家电设备区块链中所述MAC信息所在的路径下，否则，不存储所述使用数据。

进一步的，所述证书中包括密钥，还包括链上数据获取步骤，包括：

（31）、已在家电设备区块链上建立账户的用户通过应用软件向家电设备区块链发送数据获取请求，同时将其证书中的密钥及MAC信息发送至家电设备区块链；

（32）、家电设备区块链验证该用户的密钥及MAC信息，若通过验证，则用户可查看到其MAC信息地址下的使用数据。

进一步的，步骤（12）中，用户通过移动终端登录应用软件后，还包括应用软件判断该用户是否首次将家电设备与该应用软件绑定的步骤，若是，则应用软件提示询问用户是否授权数据上链，否则，不进行提示询问。

进一步的，对于已经在家电设备区块链上创建账户的用户，该用户还可以通过应用软件关闭授权数据上链功能，若关闭授权数据上链功能，在步骤（23）中区块链服务器不存储所述使用数据。

进一步的，所述密钥采用非对称加密算法计算得到，具有不可逆性，所述证书在离线状态下同样可以验证。

进一步的，步骤（14）中，区块链服务器将所述证书通过所述接口发送至应用软件之后，区块链服务器将该证书在本地的缓存删除。

进一步的，步骤（23）中帐户校验步骤，至少包括校验所述MAC信息所对应的地址是否存在、判断所述MAC信息是否授权数据上链。

进一步的，步骤（21）中还包括家电设备将所识别的使用数据进行编码的步骤，并将编码的使用数据发送至网关。

进一步的，所述家电设备为洗衣机，所识别的使用数据至少包括通过RFID技术识别的衣物品牌信息、衣物材质信息、衣物颜色信息。

或者，所述家电设备为冰箱，所识别的使用数据至少包括别的食物种类信息、食物品牌信息、食物保质期信息。

或者，所述家电设备为冰柜，所识别的使用数据至少包括食物种类信息、食物品牌信息、食物保质期信息。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的基于区块链的家电物联网用户隐私保护方法，首先，使用数据存储在家电设备区块链中加密保存，无法通过后台直接获取原始数据；其次，通过用户证书进行使用数据授权，证书保存在用户本地，第三方无法通过网络截取；再次，只需将家电设备的MAC信息在区块链中建立账户，不需要获取用户的私人信息，保证了在源头上切断了用户信息的收集，后续的数据也就天然成为了脱敏的数据。最后，用户掌握使用数据的绝对归属权，任何第三方或者平台在用户未经授权的情况下得不到其使用数据。通过以上本发明可以实现物联网交互中的用户隐私保护。

结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所提出的基于区块链的家电物联网用户隐私保护方法的一种实施例局部原理框图；

图2是本发明所提出的基于区块链的家电物联网用户隐私保护方法的一种实施例局部原理框图；

图3是本发明所提出的基于区块链的家电物联网用户隐私保护方法的一种实施例局部原理框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一，本实施例提出了一种基于区块链的家电物联网用户隐私保护方法，如图1所示，包括以下步骤：

账户创建步骤，包括：

S11、建立家电设备区块链，该家电产品区块链中包含若干个节点，且该若干个节点呈分布式布设；其中，物联网交互多方共建家电设备区块链，包括家电设备生产商、销售商、与该家电设备用途或者使用时所需要的耗材有关的产品生产商等，例如，该家电设备为洗衣机，区块链上涉及的生态方可能有洗衣机生产商、制衣企业、洗衣液制造企业等，家电产品区块链可以为链上的生态方以及用户分别提供原生接口，供各方上传或者获取链上的数据。

本实施例中所涉及的家电设备，必须具有网络模块，能够具有网络通信功能，且接入家电物联网的一些家用电器设备，例如洗衣机、空调、冰箱、热水器等。

S12、用户通过移动终端登录应用软件，该应用软件与家电设备进行绑定，应用软件提示询问用户是否授权数据上链，若是，执行步骤S13；用户将应用软件与家电设备绑定时，应用软件以提示的方式循环用户是否授权将其家电设备的使用数据上传至区块链，完全遵照用户的意愿，若用户不同意，则任何一方也无法获取用户的使用数据。其中，用户授权数据上链的意思是允许家电设备在使用过程中所搜集的使用数据上传至区块链。

S13、应用软件获取家电设备的MAC信息，调用家电设备区块链的接口，并且将所述家电设备的MAC信息通过所述接口发送至区块链服务器；若用户同意授权，则仅需将家电设备的MAC信息发送到区块链，区块链并不获取用户信息（如用户的性别、年龄、家庭地址、手机号码等），MAC信息是由家电设备的生产商在生产制造时进行编号并写入，与用户的个人隐私信息没有关联，保证了在源头上切断了用户隐私信息的收集，后续上传至链上的使用数据也就天然成为了脱敏的数据。

S14、区块链服务器根据家电设备的MAC信息生成证书，并将所述证书通过所述接口发送至应用软件，保存在移动终端；

应用软件为物联网客户端程序，比如：海尔“优家APP”，连接洗衣机后对洗衣机程序发出获取MAC信息的指令，家电设备在收到指令后返回该家电设备的MAC信息，此MAC信息是此物联设备的唯一标识，具备身份标识的功能，物联家电设备的认证能够解决区块链数据源的可信问题，区块链是保证在链上的数据的真实不可篡改，而这份数据是通过可信物联设备进行认证发出的。所以可以基于MAC对家电设备收集的使用数据进行归集，做到同一家电设备的识别数据是一个分析的数据集。通过对家电设备物理设备的绑定，又对用户的数据安全加了一把锁，因为在没有设备的情况下，完成不了数据的收集及证书的确认，相当于对用户进行了一次物理设备关联认证。

数据上链步骤，如图3所示，包括：

S21、家电设备使用过程中识别使用数据，并将所识别的使用数据发送至网关；

S22、家电设备区块链向网关订购使用数据，网关将使用数据连同该使用数据所对应的家电设备的MAC信息发送至区块链服务器；

S23、区块链服务器检测所接收到的MAC信息，并执行账户校验步骤，若通过校验，则将使用数据存储至家电设备区块链中MAC信息所在的路径下，否则，不存储所述使用数据。通过家电设备的MAC信息作为身份识别的唯一依据，物联的家电设备的认证能够解决区块链数据源的可信问题，区块链是保证在链上的数据的真实不可篡改，而这份数据是通过可信家电设备进行认证发出的。

本实施例的基于区块链的家电物联网用户隐私保护方法，首先，使用数据存储在家电设备区块链中加密保存，接入区块链的用户无法通过后台直接获取原始数据；其次，通过用户证书进行使用数据授权，证书保存在用户本地，第三方无法通过网络截取；再次，只需将家电设备的MAC信息在区块链中建立账户，不需要获取用户的私人信息，保证了在源头上切断了用户信息的收集，后续的数据也就天然成为了脱敏的数据。最后，用户掌握使用数据的绝对归属权，任何第三方或者平台在用户未经授权的情况下得不到其使用数据。通过以上本发明可以实现物联网交互中的用户隐私保护。

本方法的功能架构分为四层:呈现层、应用层、业务层、数据层。呈现层是与用户交互的开始，主要是应用软件为主要交互载体，系统会在不识别用户的情况下为用户生成与其身份对应的证书，本证书只会在用户端存储，保证在未经用户授权的情况下，任何人无法追踪用户身份且拿不到用户的数据。应用层负责将脱敏的衣物数据收集到用户证书对应的地址上，这样保障其他人未经用户授权无法获取用户衣物数据。最终所有的数据是存储在海链区块链中加密脱敏存储，证书与mac的绑定关系记录在传统数据库中提供高效的索引服务。

证书中包括密钥，还包括链上数据获取步骤，如图2所示，包括：

S31、已在家电设备区块链上建立账户的用户通过应用软件向家电设备区块链发送数据获取请求，同时将其证书中的密钥及MAC信息发送至家电设备区块链；

S32、家电设备区块链验证该用户的密钥及MAC信息，若通过验证，则用户可查看到其MAC信息地址下的使用数据。

保存在区块链上的使用数据在区块链的节点中加密保存，即便是用户想要获取自己家电设备账户信息下保存的使用数据，也需要向区块链发送获取请求，且由区块链进行信息验证，验证通过才可以看到相关数据，第三方或者非法入侵者更是无法通过后台直接获取原始数据。

步骤S12中，用户通过移动终端登录应用软件后，还包括应用软件判断该用户是否首次将家电设备与该应用软件绑定的步骤，若是，则应用软件提示询问用户是否授权数据上链，否则，不进行提示询问。为了确保用户上传数据的知情，且是否上传数据需要完全遵照用户的意愿，尤其对于初次使用的用户而言，考虑到其对物联网家电设备的使用不熟悉，需要对其进行提示询问。用户可以根据其实际需要做出选择，而且，对于非初次使用的用户，可以通过应用软件中的功能设定选项选择授权或者终止授权。

具体的，对于已经在家电设备区块链上创建账户的用户，该用户还可以通过应用软件关闭授权数据上链功能，此时应用软件将用户设定发送至区块链，在区块链上及时记录更新，若关闭授权数据上链功能，在步骤S23中区块链服务器根据更新后的授权状况进行校验，则不存储该用户的使用数据，保证了区块链上的设定与应用软件中用户的操作设定同步，保障了用户的合法权益。

为了进一步加强数据的可靠性，密钥采用非对称加密算法计算得到，具有不可逆性，对于没有获取证书的其他移动设备，无法控制授权数据上传至区块链，从根本上避免了区块链在未经用户授权情况下获取数据的可能。证书同时加入了MAC信息，这就强制绑定了证书与设备的关联，证书在离线状态下同样可以验证，为实现边缘计算提供了可行性，也为后续的物联设备DID认证提供了底层技术保障。

步骤S14中，区块链服务器将证书通过接口发送至应用软件之后，区块链服务器将该证书在本地的缓存删除。这是区块链平台对用户的承诺体现，区块链不会保存缓存任何用户信息及证书的信息，保证用户对于数据的所属权。

步骤S23中帐户校验步骤，至少包括校验所述MAC信息所对应的地址是否存在、判断所述MAC信息是否授权数据上链。只有校验通过的用户才可以向区块链上传或者下载数据。

步骤S21中还包括家电设备将所识别的使用数据进行编码的步骤，并将编码的使用数据发送至网关。上传数据是经过编码的数据，在不知道解码规则的情况下，截获数据基本是无用的。

其中，本实施例中的家电设备可以为洗衣机，所识别的使用数据至少包括通过RFID技术识别的衣物品牌信息、衣物材质信息、衣物颜色信息。

本实施例中的家电设备也可以为冰箱，所识别的使用数据至少包括别的食物种类信息、食物品牌信息、食物保质期信息。

由于用户自主授权是否允许数据上传至区块链，为了鼓励用户授权允许，丰富区块链上的数据库，为服务企业提供更加可靠、丰富的大数据，应用软件对于授权的用户通过发放积分、代金券等方式作为收集用户衣物数据的激励手段，赠送后发送到区块链中以该用户的MAC信息的地址下，此时同样也无法获得用户的隐私信息。

本实施例的基于区块链的家电物联网用户隐私保护方法具有以下特点：

1、赋予用户自我数据管理能力，用户有自主选择权是否授权自己的数据给其他第三方，并且拥有获得数据增值补偿的能力。

2、极大降低安全合规成本，服务提供方通过使用本发明不再需要投入对本地数据安全建设成本、不需要建立和维护数据安全相关管理制度、不需要使用第三方机构进行数据安全性背书。

3、物联网交易效率大幅提升，通过本发明可以实现物联网交互各方通过区块链进行交易，实现交易的去中心化和去第三方，交易多方通过点对点方式进行，节省大量原先需要中心节点或者第三方节点所需的时间。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种基于区块链的家电物联网用户隐私保护方法，其特征在于，包括以下步骤：

账户创建步骤，包括：

数据上链步骤，包括：

2.根据权利要求1所述的基于区块链的家电物联网用户隐私保护方法，其特征在于，所述证书中包括密钥，还包括链上数据获取步骤，包括：

3.根据权利要求1所述的基于区块链的家电物联网用户隐私保护方法，其特征在于，步骤（12）中，用户通过移动终端登录应用软件后，还包括应用软件判断该用户是否首次将家电设备与该应用软件绑定的步骤，若是，则应用软件提示询问用户是否授权数据上链，否则，不进行提示询问。

4.根据权利要求1所述的基于区块链的家电物联网用户隐私保护方法，其特征在于，对于已经在家电设备区块链上创建账户的用户，该用户还可以通过应用软件关闭授权数据上链功能，若关闭授权数据上链功能，在步骤（23）中区块链服务器不存储所述使用数据。

5.根据权利要求2所述的基于区块链的家电物联网用户隐私保护方法，其特征在于，所述密钥采用非对称加密算法计算得到，具有不可逆性，所述证书在离线状态下同样可以验证。

6.根据权利要求1所述的基于区块链的家电物联网用户隐私保护方法，其特征在于，步骤（14）中，区块链服务器将所述证书通过所述接口发送至应用软件之后，区块链服务器将该证书在本地的缓存删除。

7.根据权利要求1所述的基于区块链的家电物联网用户隐私保护方法，其特征在于，步骤（23）中帐户校验步骤，至少包括校验所述MAC信息所对应的地址是否存在、判断所述MAC信息是否授权数据上链。

8.根据权利要求1所述的基于区块链的家电物联网用户隐私保护方法，其特征在于，步骤（21）中还包括家电设备将所识别的使用数据进行编码的步骤，并将编码的使用数据发送至网关。

9.根据权利要求1-8任一项所述的基于区块链的家电物联网用户隐私保护方法，其特征在于，所述家电设备为洗衣机，所识别的使用数据至少包括通过RFID技术识别的衣物品牌信息、衣物材质信息、衣物颜色信息。

10.根据权利要求1-8任一项所述的基于区块链的家电物联网用户隐私保护方法，其特征在于，所述家电设备为冰箱，所识别的使用数据至少包括别的食物种类信息、食物品牌信息、食物保质期信息。

11.根据权利要求1-8任一项所述的基于区块链的家电物联网用户隐私保护方法，其特征在于，所述家电设备为冰柜，所识别的使用数据至少包括食物种类信息、食物品牌信息、食物保质期信息。