CN113032827A - 一种基于区块链技术的论文同行评审方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于大数据隐私保护领域,公开了一种基于区块链技术的论文同行评审方法。本发明首先基于盲签名和多方门限签名技术构建了审稿系统,将审稿结果以匿名的形式存储在区块链上。针对现有双盲机制的审稿人盗取投稿人论文中的想法(idea)后不可追溯的问题,本发明提供了一种基于可搜索加密技术的审查取证机制,保证在审稿人发表论文与其审核的论文相似的情况下,其审核论文的作者可对被怀疑的审稿人是否审查了此篇稿件进行取证,可搜索加密技术同时也保证了作者无法直接查询审稿人是谁,因此,在增加了取证功能的同时,双盲机制仍然有效。同时,本发明还采用了分布式密钥保证该权利不被滥用。
Description
技术领域
本发明属于大数据隐私保护领域,涉及一种基于盲签名、多方门限签名的审稿技术和一种基于可搜索加密技术的审查取证机制。
背景技术
论文审稿机制主要分为三种主要类型的同行评审方式,它们是公开评审、单盲评审和双盲评审。很少有期刊(例如BMJ)选择使用开放式同行评审(公开评审),其中作者和审稿人会相互透露,这样作者和审稿人极易取得联系,影响审稿的公平性。“单盲”同行评审系统曾经是21世纪初最常见的系统。其中,审稿人知道作者的姓名与机构,但未将审稿人的相关信息提供给作者,这样可能会影响到部分审稿人对论文的学术性判断。现下,最常用的系统是“双盲”同行评审机制,该系统完全匿名,论文作者和审稿人无法取得沟通,互相不知道对方的身份,但是该系统的广泛使用也引起了隐私方面的担忧,最严重的问题之一是审稿人可以通过拒绝投稿人的稿件而在自己的论文中使用投稿论文的想法(idea),进而剽取投稿人的学术研究成果。而区块链技术的不可更改性、可追溯性等特点则可以很好地解决这样一个问题,结合利用有效的加密算法和区块链隐私保护技术,则可以在保护双方隐私的情况下记录审稿信息,以便必要情况下的学术版权追踪。
区块链技术(Blockchain technology)也被称之为分布式账本技术,是一种互联网数据库技术,从本质上讲,它是一个共享数据库,存储于其中的数据信息具有“不可伪造”“全程留痕”“可以追溯”等特征。利用区块链技术可以建立一个对行为过程进行记录并保存的区块网络,利用其“不可伪造”、“全程留痕”“可以追溯”等特征,结合区块链技术领域多种隐私保护方法,区块链技术的应用不仅保护了“交易”双方的隐私,还在必要的时候可以为双方“交易”提供有力的证据。
论文评审主要包含三个主体:作者(Author)、主编(Chair)和审稿人(Reviewer)。首先,作者将论文提交给主编,主编初步了解论文后将论文发布给相关领域的审稿人们,每个审稿人审完后将自己的意见和主要观点反馈给主编,主编综合各方意见做出最后的判断。主编将最终决议返回给审稿人,审稿人进行比对,查看决议是否有自己的观点部分,对决议进行签名,当签名达到门限值,则决议通过,同时,也会生成最低可信任度,对部分签名进行信任度分析,若部分签名未达到门限值,则对稿件进行重新审理。
对于“双盲”机制,审稿人和作者互相不知道身份,在保护双方隐私的同时也增加了学术盗窃的可能性。审稿人在审理论文的时候使用匿名身份,无法直接追踪到审稿人及其审稿记录。当审稿人拒绝了投稿人的论文并盗取其想法(idea)时,投稿人无从取证。区块链技术领域中的可搜索加密技术(PEKS)的思想就是将“交易”信息储存在区块链上,利用加密算法和解密算法等技术手段,实现在必要的时候,用户可以通过有权限的陷门(Door)对区块链内容进行查找解密,进而获取“交易”记录。将可搜索加密技术(PEKS)和论文审理系统结合起来则可以在大程度上避免审稿人窃取投稿人学术成果,投稿人无从取证的问题。
发明内容
本发明首先基于盲签名和多方门限签名技术构建了审稿系统,将审稿结果以匿名的形式存储在区块链上。针对现有双盲机制的审稿人盗取投稿人论文中的想法(idea)后不可追溯的问题,本发明提供了一种基于可搜索加密技术的审查取证机制,保证在审稿人发表论文与其审核的论文相似的情况下,其审核论文的作者可对被怀疑的审稿人是否审查了此篇稿件进行取证,可搜索加密技术同时也保证了作者无法直接查询审稿人是谁,因此,在增加了取证功能的同时,双盲机制仍然有效。同时,本发明还采用了分布式密钥保证该权利不被滥用。
本发明的技术方案是:
一种基于区块链技术的论文同行评审方法,包括制作审稿信息,主编综合审议,审稿人检查结果,审稿结果的发布或复议等基本过程;以及后续基于区块链和可搜索加密技术的一种取证方法。
步骤1,主编选择审稿人分发稿件;
步骤2,制作审稿信息;
其中,(e,n)是主编的公钥信息,H为哈希函数,之后审稿人将加密后的消息Mi发送给主编,等待签名;
步骤2.2:主编对消息Mi进行盲签名,其中d是主编的私钥,然后将Di作为证书返还给审稿人;
步骤2.3:若签名有效,则审稿人通过脱盲得到基于消息mi的签名σi;
步骤3,主编综合审议;
步骤3.1:各审稿人匿名将自己的审稿意见mi以及基于审稿意见的盲签名σi组成元组对发送给主编(mi,σi)。
步骤3.2:将规定投票时间T1内收集的所有合法审稿信息汇总形成表单Listpre,并且根据Listpre计算投票结果,得到待验审稿结果Voteresult,以及各审稿人确定结果的关键理由Reasons。
步骤3.3:将Listpre和Voteresult和Reasons和论文标题Title一起加密打包形成待验审稿结果(WVR)。
WVR=ENCcsk(Listpre||Voteresult||Title||Reasons)
ENC是加密算法,CSK是主编私钥。
步骤3.4:加时间戳TS,并将综合审议结果C上传至审稿链上,Sig为签名算法,Hash为任一哈希函数,来保证消息完整,防止篡改。
C=Sigcsk(Hash(WVR||TS))
步骤4,审稿人检查审稿结果;
步骤4.1:审稿人利用公钥cpk验证签名信息C是否被更改,若没有问题则利用解密算法获取综合审议信息:
DECcpk(WVR)=(Listpre||Voteresult||Title||Reasons)
步骤4.2:审稿人首先检查自己的审稿/签名信息(mi,σi)是否在元组里,若不在,则发送重审稿信息,要求返回步骤1,即主编重新分发稿件要求审稿人重审,随后,审稿人检查Reasons,若需要更改自己的审稿意见,则发送重审稿信息,要求返回步骤1,即主编重新分发稿件要求审稿人重审,同时,若审稿人对审稿结果存在强烈反对意见,则发送重新检查消息和理由,由主编决定是否更换审稿人并重启审稿流程。
步骤4.3:若无问题,审稿人则对审稿结果进行部分签名。
签名过程如下:
①安全参数生成中心(KGC)选取两个安全的大素数p和q。GF(q)是一个生成元为P,秩为q的循环加群,在GF(q)上选取一个q阶生成元素g,公开p、q、g;同时确定秘密值X,并分解为X=x1+x2+…+xn,然后将每一个xi发送给审稿人作为秘密份额;
③审稿人挑取整数ui,利用下式分别计算签名时用到的参数Ui和oi,并将其广播到审稿链上,然后在验证时间T2内收集所有其他验证节点计算的参数oi,得到由所有oi连乘的公开参数O。
④审稿人根据自己的秘密份额xi和各公开参数,对WVR进行签名,形成有效的部分签名,如下式所示:
其中,h(O,WVR)为安全中心挑选的哈希函数。
此时审稿人完成对综合审议结果的验票任务,将自己对待验选票结果的反馈情况(签名或拒绝)发到审稿链中,等待其他审稿人的验证情况。同时审稿人本地保存该信息,方便用于验证最终宣布的结果信息是否和此信息相同。
步骤5,选票结果的发布或复议;
在系统规定时间T2内收集各审稿人的审稿签名,若签名数量小于预先规定的门限Thr,则主编重新将稿件分发给各审稿人,返回步骤1,进行复议。若在系统规定时间T2内收集到的签名数量大于等于预先规定的门限Thr,则进行选票的发布
确定最终的审稿结果。并对审稿结果提供完整的门限签名。
同时,根据审稿人具体生成的部分签名数量,得到关于最终选票结果的最低可信任度ζ,如下式所示:
其中,N为审稿人数量,Nodei为第i个审稿人的审稿意见;
进一步地,上述方法还包括数据的加密与存储;
a)在审稿结果确定后,主编为本次审稿产生审稿信息m∈{0,1}*和审稿人姓名关键字w∈{0,1}*;
Cre=DPEKS(β,W)=[gr,H2(t)];其中Cre是一个加密后的关键词列表;将Cre写入审稿区块链上,进行存储。
c)当某用户Si请求系统生成一个陷门,并比对待查者是否为其稿件的审稿人时,系统会按如下方式进行处理:
首先,生成系统给定安全参数λ,λ用来生成系统参数SP,SP=(G1,G2,q,P,e,H1,H2)。其中,G1,G2是阶为素数q的加法循环群,P为G1的生成元,e为双线性映射,H1、H2为哈希函数。随后,主编和论文作者各自生成私钥a1、a2,完整的私钥为a=∑i∈nai,并在G1中选择生成元g,随后广播出自己的公钥
上述如审稿信息m,加密后的审稿人姓名关键字信息w,以及主编和作者的公钥信息,均打包成区块,存储在搜索链上。
进一步地,数据的搜索与结果的返回;
a)如果作者Uj怀疑某人是自己的审稿人且抄袭了自己的创意,则向主编提供申请Ap、目标作者们的姓名列表na,以及原因Re;如果主编认为此条请求不合理,则有权拒绝本次请求。若主编认为请求合理,同意本次申请,则先生成一个主编陷门随后将此陷门返还给作者Uj。
c)作者利用完整陷门Tw对搜索链上的审稿人进行测试。
Test(β,C,Tw)→res,其中res为布尔值,其结果为:H2(e(Tw,gr))=H2(t)这次搜索结果随后将在搜索链上进行存储。用来进一步防止乱搜索现象发生。
本发明的有益效果为:设计了一套完整的论文评审、取证系统。在保证论文评审系统的双盲性的基础上,针对现有双盲机制的审稿人盗取投稿人论文中的想法(idea)后不可追溯的问题,加入了以可搜索加密技术为核心的取证方法,使得该问题可取证,可追溯。
附图说明
图1是预审稿过程架构图。
图2是审稿人确认决议架构图。
图3是审查取证机制架构图。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施做详细说明。
本方案实施方法,实验底层系统环境为Ubuntn16.04系统,软件环境为Hyperledger Fabric 1.0,其中,本实验共有三种Fabric-peer节点:论文作者,审稿人,主编。采用Fabric-ca为节点办法合法证书。编程语言为Go用于业务逻辑的开发和测试,以链码的形式部署在联盟链中。
本实施方式在提前部署好的智能合约下进行,本次实施包括了三个审稿人节点,一个主编节点以及一个论文作者节点。
审稿部分
步骤1,主编选择审稿人分发稿件;
步骤2,制作审稿信息;获得盲签名
盲签名过程由两个智能合约接口完成,包括计算盲化信息Calculation以及盲签名BlindSign。
首先,通过使用Calculation(Bitcommitment(ki,mi),ri)函数,审稿人在本地节点创建自己的审稿消息Mi。其中,Bitcommitment是使用对称密码算法的比特承诺方案,ki是审稿人挑选的随机比特串,mi是审稿意见的二进制表示。随后提交给主编节点,主编节点利用签名函数BlindSign(Mi,d)对审稿意见生成盲签名Di返还给审稿人节点,审稿人对签名进行脱盲,得到结果σi。
步骤3:主编综合审议
主编综合审议阶段由两个智能合约接口完成,包括综合审议synReview(T,σi)和pushRes(List,Voteresult,Reasons)。
当主编节点得到了全部的3个审稿人节点的具有签名的审稿意见后,则可进行综合审议。首先,根据3个审稿意见,以及审稿通过的最低门限t,调用接口Synreview(T,σi)生成综合审稿结果Voteresult。随后调用公布接口C=pushRes(List,Voteresult,Reasons)将综合审议结果加密,签名并发布到Fabric网络上的审稿链上等待各个审稿节点审核。
步骤4:审稿结果的最终确定
此步骤调用两个智能合约接口reCounting(),finalExamine(sig[],T)
审稿节点在审稿链上下载综合审议结果C。在本地输入公钥cpk对C进行解密。检查C中信息是否存在问题,若存在问题,则调用reCounting()函数对结果发出质疑;若无问题,则调用sig=thresholdSign(C)对审稿结果进行部分签名。
在规定的时间t后,order(是区块链中的一种节点类型)节点收取所有部分签名sig,并调用m=finalExamine(sig[],T)检验结果。结果通过,发布到Fabric网络中的审稿链中,结束审稿部分的智能合约。
审查取证阶段
步骤1:数据的加密与存储
本步骤调用一个智能合约接口:Dpeks(m,s,g)
在审稿结束后,系统生成安全参数g[],按照PEKS算法的要求,将私钥分发给作者节点和主编节点。调用info=Dpeks(w,m,g)接口,将审稿信息m和审稿人姓名信息w加密并写入审稿链中,方便后续审查。
步骤2:数据的搜索与结果的返回
本步骤调用两个智能合约接口:authorApplication()以及appResult()
作者节点在想要取证后,可调用authorApplication(na,reason)函数,在取证链上发布一个请求。当主编节点获取到这个请求后,下载该请求到本地,检视申请理由reason,并通过appResult()返还自己的申请结果,若Result为true,则作者节点在返回值中得到主编陷门
步骤3:审查结果的确定
Claims (5)
1.一种基于区块链技术的论文同行评审方法,其特征在于,包括步骤如下:
步骤1,主编选择审稿人分发稿件;
步骤2,制作审稿信息;
其中,(e,n)是主编的公钥信息,H为哈希函数,之后审稿人将加密后的消息Mi发送给主编,等待签名;
步骤2.2:主编对消息Mi进行盲签名,其中d是主编的私钥,然后将Di作为证书返还给审稿人;
步骤2.3:若签名有效,则审稿人通过脱盲得到基于消息mi的签名σi;
步骤3,主编综合审议;
步骤3.1:各审稿人匿名将自己的审稿意见mi以及基于审稿意见的盲签名σi组成元组对发送给主编(mi,σi);
步骤3.2:将规定投票时间T1内收集的所有合法审稿信息汇总形成表单Listpre,并且根据Listpre计算投票结果,得到待验审稿结果Voteresult,以及各审稿人确定结果的关键理由Reasons;
步骤3.3:将Listpre和Voteresult和Reasons和论文标题Title一起加密打包形成待验审稿结果(WVR);
WVR=ENCcsk(Listpre||Voteresult||Title||Reasons)
ENC是加密算法,CSK是主编私钥;
步骤3.4:加时间戳TS,并将综合审议结果C上传至审稿链上,Sig为签名算法,Hash为任一哈希函数;
C=Sigcsk(Hash(WVR||TS))
步骤4,审稿人检查审稿结果;
步骤4.1:审稿人利用公钥cpk验证签名信息C是否被更改,若没有问题则利用解密算法获取综合审议信息:
DECcpk(WVR)=(Listpre||Voteresult||Title||Reasons)
步骤4.2:审稿人首先检查自己的审稿/签名信息(mi,σi)是否在元组里,若不在,则发送重审稿信息,要求返回步骤1,即主编重新分发稿件要求审稿人重审,随后,审稿人检查Reasons,若需要更改自己的审稿意见,则发送重审稿信息,要求返回步骤1,即主编重新分发稿件要求审稿人重审,同时,若审稿人对审稿结果存在强烈反对意见,则发送重新检查消息和理由,由主编决定是否更换审稿人并重启审稿流程;
步骤4.3:若无问题,审稿人则对审稿结果进行部分签名;
步骤5,选票结果的发布或复议;
在系统规定时间T2内收集各审稿人的审稿签名,若签名数量小于预先规定的门限Thr,则主编重新将稿件分发给各审稿人,返回步骤1,进行复议;若在系统规定时间T2内收集到的签名数量大于等于预先规定的门限Thr,则进行选票的发布,确定最终的审稿结果。
2.根据权利要求1所述的基于区块链技术的论文同行评审系统,其特征在于,步骤4.3,签名过程如下:
①安全参数生成中心选取两个安全的大素数p和q;GF(q)是一个生成元为P,秩为q的循环加群,在GF(q)上选取一个q阶生成元素g,公开p、q、g;同时确定秘密值X,并分解为X=x1+x2+…+xn,然后将每一个xi发送给审稿人作为秘密份额;
③审稿人挑取整数ui,利用下式分别计算签名时用到的参数Ui和oi,并将其广播到审稿链上,然后在验证时间T2内收集所有其他验证节点计算的参数oi,得到由所有oi连乘的公开参数O;
④审稿人根据自己的秘密份额xi和各公开参数,对WVR进行签名,形成有效的部分签名,如下式所示:
其中,h(O,WVR)为安全中心挑选的哈希函数;
此时审稿人完成对综合审议结果的验票任务,将自己对待验选票结果的反馈情况,即签名或拒绝发到审稿链中,等待其他审稿人的验证情况;同时审稿人本地保存该信息,方便用于验证最终宣布的结果信息是否和此信息相同。
4.根据权利要求1所述的基于区块链技术的论文同行评审系统,其特征在于,该系统还包括数据的加密与存储;
a)在审稿结果确定后,主编为本次审稿产生审稿信息m∈{0,1}*和审稿人姓名关键字w∈{0,1}*;
Cre=DPEKS(β,W)=[gr,H2(t)];其中Cre是一个加密后的关键词列表;将Cre写入审稿区块链上,进行存储;
c)当某用户Si请求系统生成一个陷门,并比对待查者是否为其稿件的审稿人时,系统会按如下方式进行处理:
首先,生成系统给定安全参数λ,λ用来生成系统参数SP,SP=(G1,G2,q,P,e,H1,H2);其中,G1,G2是阶为素数q的加法循环群,P为G1的生成元,e为双线性映射,H1、H2为哈希函数;随后,主编和论文作者各自生成私钥a1、a2,完整的私钥为a=∑i∈nai,并在G1中选择生成元g,随后广播出自己的公钥
所述审稿信息m、加密后的审稿人姓名关键字信息w、以及主编和作者的公钥信息,均打包成区块,存储在搜索链上。
5.根据权利要求1所述的基于区块链技术的论文同行评审系统,其特征在于,该系统还包括数据的搜索与结果的返回;
a)如果作者Uj怀疑某人是自己的审稿人且抄袭了自己的创意,则向主编提供申请Ap、目标作者们的姓名列表na,以及原因Re;如果主编认为此条请求不合理,则有权拒绝本次请求;若主编认为请求合理,同意本次申请,则先生成一个主编陷门随后将此陷门返还给作者Uj;
c)作者利用完整陷门Tw对搜索链上的审稿人进行测试;
Test(β,C,Tw)→res,其中res为布尔值,其结果为:H2(e(Tw,gr))=H2(t)这次搜索结果随后将在搜索链上进行存储,用来进一步防止乱搜索现象发生。
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谢文亮: "区块链在科技论文网络首发出版中的应用", 《中国科技期刊研究》, vol. 31, no. 10 * |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2023178630A1 (zh) * | 2022-03-25 | 2023-09-28 | 廖佑铭 | 学术区块链平台及其运作方法 |
CN115423418A (zh) * | 2022-07-04 | 2022-12-02 | 北京交通大学 | 一种基于区块链的论文评审方法 |
CN117040766A (zh) * | 2023-10-08 | 2023-11-10 | 腾讯科技(深圳)有限公司 | 基于区块链的数据处理方法、装置、设备及可读存储介质 |
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