CN113298524B - 基于质量检测的区块链数据共享系统及方法 - Google Patents
基于质量检测的区块链数据共享系统及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113298524B CN113298524B CN202110653959.5A CN202110653959A CN113298524B CN 113298524 B CN113298524 B CN 113298524B CN 202110653959 A CN202110653959 A CN 202110653959A CN 113298524 B CN113298524 B CN 113298524B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- data
- data sharing
- node
- strategy
- block chain
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q20/00—Payment architectures, schemes or protocols
- G06Q20/38—Payment protocols; Details thereof
- G06Q20/382—Payment protocols; Details thereof insuring higher security of transaction
- G06Q20/3827—Use of message hashing
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
- G06F30/25—Design optimisation, verification or simulation using particle-based methods
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
- G06N3/00—Computing arrangements based on biological models
- G06N3/004—Artificial life, i.e. computing arrangements simulating life
- G06N3/006—Artificial life, i.e. computing arrangements simulating life based on simulated virtual individual or collective life forms, e.g. social simulations or particle swarm optimisation [PSO]
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q20/00—Payment architectures, schemes or protocols
- G06Q20/38—Payment protocols; Details thereof
- G06Q20/382—Payment protocols; Details thereof insuring higher security of transaction
- G06Q20/3829—Payment protocols; Details thereof insuring higher security of transaction involving key management
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q20/00—Payment architectures, schemes or protocols
- G06Q20/38—Payment protocols; Details thereof
- G06Q20/40—Authorisation, e.g. identification of payer or payee, verification of customer or shop credentials; Review and approval of payers, e.g. check credit lines or negative lists
- G06Q20/401—Transaction verification
- G06Q20/4014—Identity check for transactions
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q30/00—Commerce
- G06Q30/02—Marketing; Price estimation or determination; Fundraising
- G06Q30/0201—Market modelling; Market analysis; Collecting market data
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q30/00—Commerce
- G06Q30/02—Marketing; Price estimation or determination; Fundraising
- G06Q30/0201—Market modelling; Market analysis; Collecting market data
- G06Q30/0206—Price or cost determination based on market factors
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q30/00—Commerce
- G06Q30/02—Marketing; Price estimation or determination; Fundraising
- G06Q30/0207—Discounts or incentives, e.g. coupons or rebates
- G06Q30/0222—During e-commerce, i.e. online transactions
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q30/00—Commerce
- G06Q30/02—Marketing; Price estimation or determination; Fundraising
- G06Q30/0207—Discounts or incentives, e.g. coupons or rebates
- G06Q30/0239—Online discounts or incentives
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2111/00—Details relating to CAD techniques
- G06F2111/04—Constraint-based CAD
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2111/00—Details relating to CAD techniques
- G06F2111/08—Probabilistic or stochastic CAD
Landscapes
- Business, Economics & Management (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Accounting & Taxation (AREA)
- Finance (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Development Economics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- Entrepreneurship & Innovation (AREA)
- Game Theory and Decision Science (AREA)
- Economics (AREA)
- Marketing (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Computer Security & Cryptography (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Geometry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Computational Linguistics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Financial Or Insurance-Related Operations Such As Payment And Settlement (AREA)
- Information Retrieval, Db Structures And Fs Structures Therefor (AREA)
Abstract
本发明提供一种基于质量检测的区块链数据共享系统及方法,其中系统包括:相互通信连接的节点构成的区块链群智感知网络系统,该节点包括区块链群智感知服务平台、数据共享节点和区块链共识节点,分别负责数据共享任务的发布、执行与共识;区块链群智感知网络系统基于数据质量、数据质量预设要求和数据共享节点的节点信誉值确定支付策略,并在数据共享节点基于支付策略确定数据采集策略并发送数据后,对数据共享节点进行奖励发放与信誉更新。本发明通过区块链群智感知网络系统的支付策略和数据共享节点的数据采集策略之间的主从博弈,在保证数据共享节点的经济利益的同时实现了区块链群智感知网络系统的高质量数据共享。
Description
技术领域
本发明涉及区块链技术领域,尤其涉及一种基于质量检测的区块链数据共享系统及方法。
背景技术
得益于第五代(5th Generation,5G)移动通信技术、人工智能、云计算等技术的发展与成熟,接入网络的智能设备数量不断增长,产生了大量的数据。对大量数据的高质量共享,可以为企业的决策提供庞大的支持。
然而,当前集中式的数据共享系统存在着可扩展性差、单点故障、数据易被篡改等诸多问题,这使得传统的工业物联网(industrial Internet of Things,IIoT)架构无法保证数据流通的安全性和数据质量。
发明内容
本发明提供一种基于质量检测的区块链数据共享系统及方法,用以解决现有技术无法保证共享数据质量等问题的缺陷,实现有效提高共享数据的质量的目标。
第一方面,本发明提供一种基于质量检测的区块链数据共享系统,包括:相互通信连接的节点构成的区块链群智感知网络系统,所述相互通信连接的节点包括区块链群智感知服务平台、数据共享节点和区块链共识节点;
所述区块链群智感知网络系统用于基于数据质量、数据质量预设要求和所述数据共享节点的节点信誉值确定支付策略,并在所述数据共享节点基于数据采集策略发送数据后,通过智能合约顺序执行离群点检测、真实值估计和数据质量估计,并基于数据质量估计值对所述数据共享节点进行奖励发放与信誉更新;
所述区块链群智感知服务平台作为所述区块链群智感知网络系统的代理节点,负责发布数据共享任务;
所述数据共享节点用于基于所述支付策略和数据采集与上传成本,确定所述数据采集策略,并基于所述数据采集策略和所述数据共享任务,采集与所述数据共享任务对应的目标数据,并将所述目标数据发送至所述区块链群智感知网络系统;
所述区块链共识节点用于验证参与所述数据共享任务的数据共享节点的身份信息和交易信息,并存储和执行所述智能合约;
所述区块链群智感知网络系统和所述数据共享节点间通过主从博弈,实现分别确定所述区块链群智感知网络系统的支付策略和所述数据共享节点的数据采集策略。
第二方面,本发明还提供一种基于质量检测的区块链数据共享方法,应用于数据共享节点,所述方法包括:
获取区块链群智感知网络系统基于数据质量、数据质量预设要求和数据共享节点的节点信誉值确定的支付策略,并基于所述支付策略和数据采集与上传成本,确定所述数据共享节点的数据采集策略;
基于所述数据采集策略和所述区块链群智感知网络系统发布的数据共享任务,采集与所述数据共享任务对应的目标数据,并将所述目标数据发送至所述区块链群智感知网络系统。
第三方面,本发明还提供一种基于质量检测的区块链数据共享装置,包括:
数据采集策略确定模块,用于获取区块链群智感知网络系统基于数据质量、数据质量预设要求和数据共享节点的节点信誉值确定的支付策略,并基于所述支付策略和数据采集与上传成本,确定所述数据共享节点的数据采集策略;
数据采集与共享模块,用于基于所述数据采集策略和所述区块链群智感知网络系统发布的数据共享任务,采集与所述数据共享任务对应的目标数据,并将所述目标数据发送至所述区块链群智感知网络系统。
第四方面,本发明还提供一种基于质量检测的区块链数据共享方法,应用于区块链群智感知网络系统,所述方法包括:
通过区块链群智感知服务平台发布数据共享任务,并基于数据质量、数据质量预设要求和数据共享节点的节点信誉值,确定支付策略;
接收所述数据共享节点基于所述支付策略、所述数据共享节点的数据采集与上传成本和所述数据共享任务发送的与所述数据共享任务对应的目标数据,并将所述目标数据存入区块链群智感知网络系统。
第五方面,本发明还提供一种基于质量检测的区块链数据共享装置,包括:
支付策略确定模块,用于通过区块链群智感知服务平台发布数据共享任务,并基于数据质量、数据质量预设要求和数据共享节点的节点信誉值,确定支付策略;
数据存储模块,用于接收所述数据共享节点基于所述支付策略、所述数据共享节点的数据采集与上传成本和所述数据共享任务发送的与所述数据共享任务对应的目标数据,并将所述目标数据存入区块链群智感知网络系统。
第六方面,本发明还提供一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令,所述处理器执行所述程序或指令时,实现如上述第二方面或第四方面任一所述的基于质量检测的区块链数据共享方法的步骤。
第七方面,本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有程序或指令,所述程序或指令被计算机执行时,实现如上述第二方面或第四方面任一所述的基于质量检测的区块链数据共享方法的步骤。
本发明提供的基于质量检测的区块链数据共享系统及方法,基于数据质量和节点信誉建模系统的支付策略,同时设计以节点经济利益为导向的节点数据采集策略,通过数据共享节点与区块链群智感知网络系统的主从博弈,能够实现安全可靠的高质量数据共享。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案,下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图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为本发明提供的一种基于质量检测的区块链数据共享系统的结构示意图;
图2为根据本发明提供的基于质量检测的区块链数据共享系统实现的数据共享交互流程示意图;
图3为本发明提供的基于质量检测的区块链数据共享方法的流程示意图之一;
图4为根据本发明提供的基于质量检测的区块链数据共享方法中确定数据采集策略的流程示意图;
图5为本发明提供的基于质量检测的区块链数据共享装置的结构示意图之一;
图6为本发明提供的基于质量检测的区块链数据共享方法的流程示意图之二;
图7为根据本发明提供的基于质量检测的区块链数据共享方法中确定支付策略的流程示意图;
图8为根据本发明提供的基于质量检测的区块链数据共享方法中主从节点Stackelberg博弈框架示意图;
图9为本发明提供的基于质量检测的区块链数据共享装置的结构示意图之二;
图10为本发明提供的电子设备的实体结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明中的附图,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例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作出创造性劳动的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。
本发明针对现有技术无法保证共享数据质量等的问题,基于数据质量和节点信誉建模系统的支付策略,同时设计以节点经济利益为导向的节点数据采集策略,通过区块链群智感知网络系统与数据共享节点的主从博弈,能够有效实现安全可靠的高质量数据共享。以下将结合附图,具体通过多个实施例对本发明进行展开说明和介绍。
本发明提供了一种基于质量检测的区块链数据共享系统,包括:相互通信连接的节点构成的区块链群智感知网络系统,所述相互通信连接的节点包括区块链群智感知服务平台、数据共享节点和区块链共识节点;
所述区块链群智感知网络系统用于基于数据质量、数据质量预设要求和所述数据共享节点的节点信誉值确定支付策略,并在所述数据共享节点基于数据采集策略发送数据后,通过智能合约顺序执行离群点检测、真实值估计和数据质量估计,并基于数据质量估计值对所述数据共享节点进行奖励发放与信誉更新;
所述区块链群智感知服务平台作为所述区块链群智感知网络系统的代理节点,负责发布数据共享任务;
所述数据共享节点用于基于所述支付策略和数据采集与上传成本,确定所述数据采集策略,并基于所述数据采集策略和所述数据共享任务,采集与所述数据共享任务对应的目标数据,并将所述目标数据发送至所述区块链群智感知网络系统;
所述区块链共识节点用于验证参与所述数据共享任务的数据共享节点的身份信息和交易信息,并存储和执行所述智能合约;
所述区块链群智感知网络系统和所述数据共享节点间通过主从博弈,实现分别确定所述区块链群智感知网络系统的支付策略和所述数据共享节点的数据采集策略。
可以理解为,如图1所示,为本发明提供的一种基于质量检测的区块链数据共享系统的结构示意图,其结构上包括一种区块链群智感知(blockchain-based crowd sensing,BCS)网络系统,如图1所示,该区块链群智感知网络系统(可简称为BCS系统)由BCS服务平台101、区块链共识节点102和数据共享节点103组成,其主要目标是执行数据共享任务,进行安全可靠的高质量数据共享。
每一项任务下,数据共享节点103都需要感知特定目标的状态,如交通拥堵监测、噪音水平监测、依托个人贡献位置和骑行状态的BikeNet应用等,并以连续值的形式向区块链共识节点102报告感知数据,再由区块链共识节点102对数据进行处理并提交到BCS系统。
在BCS系统中,BCS服务平台101和数据共享节点103都是区块链节点。也就是说,它们都在认证中心(Certificate Authority,CA)进行了注册,获得了其作为区块链节点的身份信息。BCS服务平台101作为BCS系统的代理节点,主要负责发布数据共享任务。数据共享节点103是数据共享任务的执行者,主要负责数据采集。
区块链共识节点102作为区块链中的矿工,可以对任务参与者的身份信息和交易信息进行验证,部署在区块链上并由区块链共识节点102存储的智能合约实现了数据共享过程的自动化过程。
在BCS系统中,数据共享节点103通常是自私的,它们会战略性地减少自身的感知成本,即降低自身的数据采集频率,这导致BCS系统可能接收到低质量数据。考虑到数据共享节点103可能的数据采集行为,BCS系统将通过合适的支付策略对数据共享节点103进行公平的奖惩,以鼓励数据共享节点103提供满足质量要求的数据。
如图2所示,为根据本发明提供的基于质量检测的区块链数据共享系统实现的数据共享交互流程示意图,其中阐述了基于区块链的数据共享流程,完整的数据共享过程包括如下步骤:
(1)注册:数据共享节点发送自己的身份信息,请求注册为数据共享节点。区块链共识节点收到注册交易后将执行注册合约(Registration Contract,RC),并验证数据共享节点的身份,若身份有效,RC将输出包含节点身份信息和节点信誉值的配置文件。
(2)发布任务:当BCS系统需要收集某个特定目标的数据时,将通过BCS服务平台发布数据共享任务,任务信息包括需要采集的目标数据、完成任务的时间要求、任务预算和数据质量要求等。
(3)报告变异系数(Coefficient of Variation,C.V):根据BCS服务平台发布的任务信息,有意参与任务的数据共享节点将报告其C.V。
(4)发布支付策略:BCS系统获得数据共享节点的注册信息和C.V后,BCS服务平台部署的支付策略设计合约(Payment Policy Design Contract,PPDC)将被触发执行,并输出支付策略。
(5)上传数据:数据共享节点根据支付策略,决定数据采集策略并上传数据。
考虑到区块链是无法删改的数据库,为了节省链上存储空间,将通过on-chain方式存储哈希值(即对采集到的数据进行哈希处理并以交易形式上传哈希值),通过off-chain的方式存储明文(即将原始数据作为普通信息上传)。
(6)信誉更新与奖励发布:上传的哈希数据触发了信誉更新与奖励发布合约(Reputation Update and Reward Distribution Contract,RURDC),通过该合约对数据进行离群点检测和真实值估计,并计算数据共享节点的数据质量估计值。根据数据共享节点的数据质量估计值,RURDC将输出奖励发放交易和信誉更新交易。
其中,在数据共享过程中,区块链共识节点可以定期执行共识,将交易信息打包成新区块,并添加到区块链上。
但是,在BCS系统的支付策略和数据共享节点的数据采集策略的选择上,会出现明显的利益冲突。一方面,出于对数据共享节点所共享数据真实值的估计值的准确度和自身经济利益的考量,BCS系统既期望数据共享节点提供满足质量要求的数据,又期望付出尽量小的代价。另一方面,由于数据共享节点的自私属性,其不愿意在报酬不多的情况下共享采集到的数据。
显然,这是BCS系统和数据共享节点之间的利益博弈问题,考虑到数据共享节点的数据采集策略是基于BCS系统的支付策略做出的,因此将BCS系统和数据共享节点之间的策略选择建模为主从博弈(即Stackelberg博弈)问题。
Stackelberg博弈是领导者和跟随者之间的博弈。在Stackelberg博弈中,由领导者率先做出决策,跟随者根据领导者的决策做出响应,博弈双方的目标都是最大化自身的效益。
在BCS系统和数据共享节点的Stackelberg博弈框架中,系统作为领导者首先制定激励机制,即支付策略,其制定标准是最大化系统效用。而数据共享节点作为跟随者,将以最大化自身的效用为目标来决定自己的采集频率。
在博弈过程中,如果系统设置的奖励过高,就可能超出预算,使得系统效用降低到0。而若奖励过低,数据共享节点将没有动力执行数据采集,这也会造成系统的效用较低。在这种情况下,需要找到Stackelberg博弈的均衡点,即博弈双方的最优策略,使得不论哪一方偏离该点,都会造成效益降低。
本发明通过BCS系统,可以使互不信任的参与者在没有第三方参与的情况下发布或执行数据共享任务,并获得满足自身期望的共享数据或经济利益。同时通过BCS系统与数据共享节点间的主从博弈,均衡BCS系统的支付策略和数据共享节点的数据采集策略,在保证数据共享节点的经济利益的同时实现了区块链群智感知网络系统的高质量数据共享,使BCS系统和数据共享节点均能得到最好的效用。
如图3所示,为本发明提供的基于质量检测的区块链数据共享方法的流程示意图之一,该方法的执行主体可以是任一数据共享节点,该数据共享节点具体可以是图1中示出的数据共享节点,该方法包括:
S301,获取区块链群智感知网络系统基于数据质量、数据质量预设要求和数据共享节点的节点信誉值确定的支付策略,并基于所述支付策略和数据采集与上传成本,确定数据共享节点的数据采集策略。
可以理解为,针对数据共享的数据质量问题,本发明通过采用一种数据质量评价机制,来进行数据的高质量共享。本发明中,BCS系统可以基于数据质量、数据质量预设要求和数据共享节点的节点信誉值,建模支付策略,以激励数据共享节点自发提供高质量数据。
在BCS系统建模了支付策略后,数据共享节点可以获取到该支付策略。之后,数据共享节点可以根据获取的支付策略,同时结合接收到的BCS系统侧发布的数据共享任务要求的任务完成时间,以及自身进行数据采集与上传所耗费的成本,确定以数据共享节点自身的经济利益为导向的数据采集策略。
其中,可以理解的是,对于一个具有容错能力的BCS系统,其中可能包含三种类型的数据共享节点,分别是正常节点、故障节点和恶意节点。定义数据共享节点的集合为其中表示数据共享节点的个数,Si表示第i个数据共享节点。定义ri∈[0,1]为数据共享节点Si的节点信誉值,ri表示数据共享节点Si在历史数据共享任务中的可靠性,ri越大,数据共享节点Si越可靠。
考虑一个数据共享任务,定义该任务的时间要求为τ,任务预算为β,系统可接受的最差数据质量为dmax,dmax即可作为数据质量预设要求。假设该任务对应的感知目标的真实值(ground truth)为μ*。定义为Si的数据采集频率,fi为Si针对数据共享任务的数据采集次数,ν表示数据共享节点每次采集到的数据量。
1)正常节点Si:Si采集到的数据xi服从的正态分布的均值μi等于真实值,即μi=μ*;
2)故障节点Si:μi≠μ*,然而,在采集数据前,Si并不知道自己发生故障,即Si并不知道μi≠μ*;
式中,di表示感知数据的均值与真实值之间的相对误差。
由上述数据共享节点Si采集数据的质量表达式可知,di的绝对值越大,数据质量越差。
根据统计学理论,当总体服从正态分布时,样本的均值也服从正态分布。那么对于数据共享节点Si来说,其样本xi的均值服从正态分布由正态分布的相关定理可知,Si感知数据的数据质量也遵循一个正态分布则di的概率密度函数(probability density function,pdf)可表示如下:
显然,di的pdf以μi,σi和fi为参数。
可选地,在获取BCS系统发送的支付策略前,本发明提供的基于质量检测的区块链数据共享方法还包括:接收所述区块链群智感知网络系统通过区块链群智感知服务平台发布的数据共享任务,并基于所述数据共享任务,向所述区块链群智感知网络系统报告用于描述数据采集行为的变异系数。
可以理解为,为了方便对数据共享节点的采集行为的描述,引入变异系数C.V的概念,C.V指的是原始数据标准差与原始数据平均数之比。根据BCS系统发布的数据共享任务所包括的任务信息,有意参与任务的数据共享节点可以向系统报告其C.V。
在上述数据共享点数学模型的基础上,可以用δi=σi/μi来近似表示C.V。假设任意类型节点Si知道其δi(根据传感器型号、校准精度、感知数据时传感器的物理行为状态、信道状态等确定),但不知道σi和μi,正常节点和故障节点向系统报道真实的δi,而恶意节点故意报道一个虚假的很小的δi。
对正常数据共享节点Si来说,δi=σi/μ*,Si感知数据的数据质量遵循的正态分布可简化为N(0,δi 2/fi)。那么对正常数据共享节点Si来说,可以对Si的数据质量的概率密度函数进行等效变换,也即将上述di的pdf表达式中的gi(di;μi,σi,fi)可改写为gi′(di;δi,fi),于是可以将di的上述pdf表达式简化为di的pdf等效表达式如下:
显然,正常节点数据质量di的概率密度函数是以δi和fi为参数的。
S302,基于所述数据采集策略和所述区块链群智感知网络系统发布的数据共享任务,采集与所述数据共享任务对应的目标数据,并将所述目标数据发送至所述区块链群智感知网络系统。
可以理解为,在确定了数据采集策略的基础上,数据共享节点可以根据该数据采集策略,按照数据共享任务包含的任务信息,采集特定目标的特定状态数据(即目标数据)。之后,数据共享节点将采集的目标数据发送到BCS系统以实现目标数据的上链共享。
其中可选地,所述将所述目标数据发送至所述区块链群智感知网络系统,包括:对所述目标数据进行哈希处理,获取所述目标数据对应的哈希值,并以交易形式将所述哈希值上传至所述区块链群智感知网络系统,并以明文形式传输所述目标数据。
可以理解为,考虑到区块链是无法删改的数据库,为了节省链上存储空间,数据共享节点将对采集到的目标数据进行哈希处理,并以交易形式上传哈希值,同时将原始目标数据作为普通信息发送到链下存储空间。也就是说,可以通过on-chain方式存储目标数据哈希值,并通过off-chain的方式存储目标数据明文。
本发明提供的基于质量检测的区块链数据共享方法,基于数据质量和节点信誉建模系统的支付策略,同时设计以节点经济利益为导向的节点数据采集策略,能够实现安全可靠的高质量数据共享。本发明提供的是一种高质量数据的数据共享方案,该方案可以为企业的商业决策提供可靠的源数据。
其中,根据上述各实施例提供的基于质量检测的区块链数据共享方法可选地,所述确定数据采集策略的步骤如图4所示,为根据本发明提供的基于质量检测的区块链数据共享方法中确定数据采集策略的流程示意图,包括:
S401,获取基于所述支付策略对所述数据共享节点的期望奖励,并基于所述期望奖励和所述数据共享节点的所述数据采集与上传成本,确定进行数据共享时所述数据共享节点的效用。
可以理解为,在获取BCS系统的支付策略的基础上,可以基于该支付策略和数据共享节点采集数据的数据质量的概率密度函数,定义对数据共享节点的期望奖励。
假如用p(d,r)表示支付策略,其中d,r分别表示数据共享节点的数据质量和节点信誉值,则基于p(d,r)和上述di的pdf等效表达式,可以将正常数据共享节点的期望奖励表示如下:
式中,Ri exp表示基于支付策略对第i个数据共享节点的期望奖励。
同时,数据共享节点的效用由数据共享节点共享数据所获得的报酬和数据共享节点采集上传数据的成本两部分组成。数据共享节点共享数据的报酬可以由上述定义的对数据共享节点的期望奖励近似估计。数据共享节点共享数据的成本考虑包括两部分:其一是每次采集、上传数据的成本;其二是执行数据共享任务的固定成本c(如上链交易费等)。则数据共享节点共享数据的成本可表示为:
Ci=cifiv+c;
式中,Ci表示第i个数据共享节点的数据采集成本,ci表示第i个数据共享节点采集1比特(bit)数据所花费的成本。
于是,可以根据对数据共享节点的期望奖励和数据共享节点共享数据的成本,确定进行数据共享时数据共享节点的效用包括:
式中,ui表示第i个数据共享节点的效用。
S402,基于所述数据共享节点的效用和所述数据共享节点传输数据的可靠性要求,确定所述数据共享节点的效用优化问题。
可以理解为,为保证数据的可靠传输,本发明中数据共享节点在采集数据时需满足一定的基本条件,该基本条件即数据传输的可靠性要求。根据香农定理,第i个数据共享节点传输数据的可靠性要求为:
式中,B表传输信道带宽,γi表示第i个数据共享节点传输数据时的信干噪比。
于是,第i个数据共享节点的效用优化问题可以表示为:
S403,利用蒙特卡罗节点效用优化算法,求解所述数据共享节点的效用优化问题,确定所述数据采集策略。
对于该积分项中的支付策略p(d,r):对于不同的数据共享任务和不同的数据共享节点集合,BCS系统可以设计不同数学形式的支付策略。由于某些支付策略使得积分项成为非初等函数,因此,采用通用的蒙特卡罗方法对该积分进行计算。
具体的,由于过高的采集频率会给系统造成数据冗余,因此本发明考虑一个较小的采集频率上限,这样就使得采集频率的可选值较少,因此可直接采用枚举法求解最大效用。优化节点效用的详细算法过程可如算法1所示。
可见,由上述算法1,可以求解出对数据的最佳采集频率,由此可确定数据共享节点在进行数据采集时的数据采集策略。
基于相同的发明构思,本发明根据上述各数据共享节点侧方法实施例还提供一种基于质量检测的区块链数据共享装置,该装置用于在上述各数据共享节点侧方法实施例中实现数据共享。因此,在上述各数据共享节点侧方法实施例的基于质量检测的区块链数据共享方法中的描述和定义,可以用于本发明中各个执行模块的理解,具体可参考上述方法实施例,此处不再赘述。
根据本发明的一个实施例,基于质量检测的区块链数据共享装置的结构如图5所示,为本发明提供的基于质量检测的区块链数据共享装置的结构示意图之一,该装置可以用于实现上述数据共享节点侧各方法实施例中的数据共享,该装置包括:数据采集策略确定模块501和数据采集与共享模块502。其中:
数据采集策略确定模块501用于获取区块链群智感知网络系统基于数据质量、数据质量预设要求和数据共享节点的节点信誉值确定的支付策略,并基于所述支付策略和数据采集与上传成本,确定所述数据共享节点的数据采集策略;数据采集与共享模块502用于基于所述数据采集策略和所述区块链群智感知网络系统发布的数据共享任务,采集与所述数据共享任务对应的目标数据,并将所述目标数据发送至所述区块链群智感知网络系统。
本发明提供的基于质量检测的区块链数据共享装置,基于数据质量和节点信誉建模系统的支付策略,同时设计以节点经济利益为导向的节点数据采集策略,能够实现安全可靠的高质量数据共享。
可选地,所述数据采集策略确定模块,在用于所述确定所述数据共享节点的数据采集策略时,用于:
获取基于所述支付策略对所述数据共享节点的期望奖励,并基于所述期望奖励和所述数据共享节点的所述数据采集与上传成本,确定进行数据共享时所述数据共享节点的效用;
基于所述数据共享节点的效用和所述数据共享节点传输数据的可靠性要求,确定所述数据共享节点的效用优化问题;
利用蒙特卡罗节点效用优化算法,求解所述数据共享节点的效用优化问题,确定所述数据采集策略。
进一步地,本发明的基于质量检测的区块链数据共享装置,还包括报告模块,用于:
接收所述区块链群智感知网络系统通过区块链群智感知服务平台发布的数据共享任务,并基于所述数据共享任务,向所述区块链群智感知网络系统报告用于描述数据采集行为的变异系数。
可选地,所述数据采集与共享模块,在用于所述将所述目标数据发送至所述区块链群智感知网络系统时,用于:
对所述目标数据进行哈希处理,获取所述目标数据对应的哈希值,并以交易形式将所述哈希值上传至所述区块链群智感知网络系统,并以明文形式传输所述目标数据。
作为本发明的另一个方面,还提供一种基于质量检测的区块链数据共享方法,如图6所示,为本发明提供的基于质量检测的区块链数据共享方法的流程示意图之二,该方法的执行主体是BCS系统,图1中示出的BCS服务平台为该方法的执行代理,该方法包括:
S601,通过区块链群智感知服务平台发布数据共享任务,并基于数据质量、数据质量预设要求和数据共享节点的节点信誉值,确定支付策略。
可以理解为,当BCS系统需要收集某个特定目标的数据时,将通过BCS服务平台发布数据共享任务,任务信息包括需要采集的目标数据、完成任务的时间要求、任务预算和数据质量要求等。
之后,为了激励数据共享节点提供高质量数据,数据共享节点的数据质量将作为BCS系统支付策略的一个考量指标。此外,为了规范数据共享节点的长期数据采集行为,在支付策略中考虑数据共享节点的信誉值,即节点信誉值。也即,根据对数据共享节点共享数据数据质量的概率密度函数,以及数据共享节点的节点信誉值,确定BCS系统的支付策略。
可以理解的是,其中BCS系统可以获取到数据共享节点的节点信誉值,该节点信誉值可以是在数据共享节点注册成为数据共享节点时,在对数据共享节点的身份进行验证时,通过BCS系统中的注册合约RC获取并输出的;该节点信誉值也可以是信誉更新与奖励发布合约RURDC在之前的数据共享任务中更新后的节点信誉值。
可选地,在BCS系统发布数据共享任务之后,本发明的基于质量检测的区块链数据共享方法还可以包括:接收所述数据共享节点发送的用于描述数据采集行为的变异系数,并基于所述变异系数,通过等效变换所述数据共享节点的数据质量的概率密度函数,确定所述支付策略的策略参数。也就是说,在BCS系统原始建模的数据共享节点数据质量的概率密度函数的基础上,可以根据接收的变异系数对该概率密度函数作等效变换,具体可以参见上述数据共享节点侧对数据共享节点数据质量的概率密度函数的建模过程。
S602,接收所述数据共享节点基于所述支付策略、所述数据共享节点的数据采集与上传成本和所述数据共享任务发送的与所述数据共享任务对应的目标数据,并将所述目标数据存入所述区块链群智感知网络系统。
可以理解为,在BCS系统建模并传输了支付策略后,数据共享节点可以根据该支付策略,同时结合数据共享任务以及自身进行数据采集与上传耗费的成本,确定数据采集策略并发送目标数据。
之后,BCS系统端可以接收该目标数据,并通过对该数据做一定的处理后,存储到BCS系统中各节点上,实现数据的共享。可选地,在进行数据存储时,为了节省链上存储空间,可以通过on-chain方式存储目标数据的哈希值,且通过off-chain的方式存储目标数据明文。
本发明提供的基于质量检测的区块链数据共享方法,基于数据质量和节点信誉建模系统的支付策略,同时设计以节点经济利益为导向的节点数据采集策略,能够实现安全可靠的高质量数据共享。本发明提供的是一种高质量数据的数据共享方案,该方案可以为企业的商业决策提供可靠的源数据。
进一步的,在上述各实施例的基础上,本发明的基于质量检测的区块链数据共享方法还包括:对所述目标数据进行离群点检测,并估计所述目标数据的真实值,并基于估计的真实值,计算所述数据共享节点的数据质量估计值;基于所述数据质量估计值,为所述数据共享节点发放奖励,并更新所述数据共享节点的节点信誉值。
可以理解为,为了提升真实值估计的准确度,同时避免区块链存储资源和计算资源的浪费,本发明采用合适的离群点检测策略对上链数据进行处理,也即利用智能合约执行离群点检测,以便过滤异常数据项,同时利用智能合约执行真实值估计、数据质量评估和奖励分配算法,为数据共享节点提供合适的激励。
具体的,当BCS系统给出支付策略后,数据共享节点将通过计算得到最佳采集频率并进行数据采集和上传。由于存在故障和恶意节点,系统收到数据的质量参差不齐,如果不进行处理而直接用来估算数据真实值会带来较大的误差。基于此,BCS系统将通过RURDC执行离群点检测,对可能的低质量数据进行过滤,使得后续对真实值的估计能够尽量准确。
上述的计算表达式说明与各数据共享节点数据均值的距离的平方的加权和最小的点,即为真实值的估计值。其中,数据共享节点的信誉值ri的引入使得到信誉高的数据共享节点的距离更小,即更接近高信誉数据共享节点的数据均值。由于数据共享节点Si的信誉越大,节点数据质量合格的可能性越大,因此上述的计算表达式的设计是合理的。
最后,系统将更新节点的信誉ri,ri的更新原则如下:
其中,根据上述各实施例可选的,所述确定支付策略的步骤如图7所示,为根据本发明提供的基于质量检测的区块链数据共享方法中确定支付策略的流程示意图,包括:
S701,基于所述数据质量、所述数据质量预设要求和所述数据共享节点的节点信誉值,确定包含策略参数的支付策略表达式,并基于所述包含策略参数的支付策略表达式,确定所述区块链群智感知网络系统的基于期望奖励的预算约束条件。
可以理解为,支付策略p(d,r)应该满足以下几个条件:
1)随着数据质量的提高,即随着质量指标|d|的减小,系统给予数据共享节点的奖励应该增加;
2)当数据共享节点数据的质量指标大于等于阈值,即|d|≥dmax时,数据共享节点获得的奖励为0;
3)在[0,dmax)内,随着|d|的增大,p(d,r)缓慢减小,但当|d|→dmax时,p(d,r)迅速下降到0;
4)p(d,r)随着r的增大而增大。
根据以上四个条件,可以定义包含策略参数α的p(d,r)的数学表达式如下:
式中,α是大于0的参数。
其中,为了便于评价数据质量,本发明引入数据合格的概念,也即表示数据符合预设标准。对正常节点Si来说,Si数据合格表示Si的数据质量以一定概率满足数据质量要求,即:
Pr(|di|<dmax)≥ξ;
式中,ξ是一个表示数据是否合格的概率阈值。若数据共享节点Si的数据合格,则Si的数据质量应该以概率ξ满足数据质量要求。
可以理解,BCS系统在收到数据共享节点上传的数据前,无法判断数据共享节点的类型,那么系统可以将所有数据共享节点当作正常节点,通过上述包含策略参数的支付策略表达式和正常数据共享节点di的pdf等效表达式,来建模数据共享节点的期望奖励
在确定了各数据共享节点的期望奖励的情况下,可以基于这些期望奖励,构建与BCS系统在数据共享过程中的奖励预算相关的约束条件,可称为是预算约束条件,表示如下:
S702,基于上传了符合预设标准数据的数据共享节点的数量,确定所述区块链群智感知网络系统的效用,并基于所述区块链群智感知网络系统的效用和所述预算约束条件,确定所述区块链群智感知网络系统的效用优化问题。
可以理解为,为了保证每一个上传数据的数据共享节点的数据质量,参与数据共享任务的数据共享节点Si应满足如下约束条件:
Pr(|di|<dmax)≥sgn(fi)ξ;
式中,sgn(fi)是符号函数。
上述约束条件保证了对于每一个采集频率大于0的数据共享节点Si来说,Si上传的数据为合格数据,或称为是符合预设标准数据。
同时,由于BCS系统的最终目标是准确估计共享数据的真实值,本发明将上传合格数据的数据共享节点数量作为系统的效用。即定义f=(f1,f2,…,fi,…,fI)为所有数据共享节点的采集频率形成的向量,则BCS系统效用u可以定义为:
u=||f||0。
在此基础上,BCS系统的效用优化问题可表示为:
S703,利用基于粒子群算法的系统效用优化算法,求解所述区块链群智感知网络系统的效用优化问题,确定所述策略参数的值,并基于所述策略参数的值,确定所述支付策略。
可以理解为,对BCS系统来说,优化问题的求解过程涉及与数据共享节点的博弈过程。也就是说BCS系统效用优化问题与数据共享节点效用优化问题共同构成了Stackelberg博弈问题,该Stackelberg博弈过程如图8所示,为根据本发明提供的基于质量检测的区块链数据共享方法中主从节点Stackelberg博弈框架示意图,在BCS系统给定支付策略参数α的情况下,数据共享节点Si的数据采集策略可通过求解问题得到。
对于BCS系统来说,效用优化问题的求解过程如下:初始化支付策略参数α,通过上述问题的求解可以预测每个数据共享节点的最佳数据采集频率fi *,进而可得到支付策略参数α对应的系统效用u。不断调整α的值,并求解问题在合适的收敛条件下结束博弈过程,此时的支付策略参数和采集频率即为最佳支付策略参数α*和最佳采集频率fi *。
具体地,由优化问题的表达式可知,问题不是凸优化问题,无法采用一般的凸优化方法求解问题本发明采用粒子群(Particle Swarm Optimization,PSO)优化算法来求解系统效用优化问题。详细的算法流程如算法2所示。
基于相同的发明构思,本发明根据上述BCS系统侧各方法实施例还提供一种基于质量检测的区块链数据共享装置,该装置用于在上述BCS系统侧各方法实施例中实现数据共享。因此,在上述BCS系统侧各方法实施例的基于质量检测的区块链数据共享方法中的描述和定义,可以用于本发明中各个执行模块的理解,具体可参考上述方法实施例,此处不再赘述。
根据本发明的一个实施例,基于质量检测的区块链数据共享装置的结构如图9所示,为本发明提供的基于质量检测的区块链数据共享装置的结构示意图之二,该装置可以用于实现上述BCS系统侧各方法实施例中的数据共享,该装置包括:支付策略确定模块901和数据存储模块902。其中:
支付策略确定模块901用于通过区块链群智感知服务平台发布数据共享任务,并基于数据质量、数据质量预设要求和数据共享节点的节点信誉值,确定支付策略;数据存储模块902用于接收所述数据共享节点基于所述支付策略、所述数据共享节点的数据采集与上传成本和所述数据共享任务发送的与所述数据共享任务对应的目标数据,并将所述目标数据存入所述区块链群智感知网络系统。
可选地,本发明所述的基于质量检测的区块链数据共享装置,还包括奖励模块,用于:
对所述目标数据进行离群点检测,并估计所述目标数据的真实值,并基于估计的真实值,计算所述数据共享节点的数据质量估计值;
基于所述数据质量估计值,为所述数据共享节点发放奖励,并更新所述数据共享节点的节点信誉值。
可选地,所述支付策略确定模块,在用于确定支付策略时,用于:
基于所述数据质量、所述数据质量预设要求和所述数据共享节点的节点信誉值,确定包含策略参数的支付策略表达式,并基于所述包含策略参数的支付策略表达式,确定所述区块链群智感知网络系统的基于期望奖励的预算约束条件;
基于上传了符合预设标准数据的数据共享节点的数量,确定所述区块链群智感知网络系统的效用,并基于所述区块链群智感知网络系统的效用和所述预算约束条件,确定所述区块链群智感知网络系统的效用优化问题;
利用基于粒子群算法的系统效用优化算法,求解所述区块链群智感知网络系统的效用优化问题,确定所述策略参数的值,并基于所述策略参数的值,确定所述支付策略。
可选地,所述支付策略确定模块,还用于:
接收所述数据共享节点发送的用于描述数据采集行为的变异系数,并基于所述变异系数,通过等效变换所述数据共享节点的数据质量的概率密度函数,确定所述支付策略的策略参数。
可以理解的是,本发明中可以通过硬件处理器(hardware processor)来实现上述各实施例的装置中的各相关程序模块。并且,本发明的基于质量检测的区块链数据共享装置利用上述各程序模块,能够实现上述BCS系统侧各方法实施例的数据共享流程,在用于实现上述BCS系统侧各方法实施例中的数据共享时,本发明的装置产生的有益效果与对应的上述BCS系统侧各方法实施例相同,可以参考上述BCS系统侧各方法实施例,此处不再赘述。
作为本发明的又一个方面,本实施例根据上述各实施例提供一种电子设备,该电子设备包括存储器、处理器及存储在该存储器上并可在该处理器上运行的程序或指令,处理器执行该程序或指令时,实现如上述各实施例所述的基于质量检测的区块链数据共享方法的步骤。
进一步的,本发明的电子设备还可以包括通信接口和总线。参考图10,为本发明提供的电子设备的实体结构示意图,包括:至少一个存储器1001、至少一个处理器1002、通信接口1003和总线1004。
其中,存储器1001、处理器1002和通信接口1003通过总线1004完成相互间的通信,通信接口1003用于该电子设备与特定目标设备之间的信息传输;存储器1001中存储有可在处理器1002上运行的程序或指令,处理器1002执行该程序或指令时,实现如上述各实施例所述的基于质量检测的区块链数据共享方法的步骤。
可以理解为,该电子设备中至少包含存储器1001、处理器1002、通信接口1003和总线1004,且存储器1001、处理器1002和通信接口1003通过总线1004形成相互间的通信连接,并可完成相互间的通信,如处理器1002从存储器1001中读取基于质量检测的区块链数据共享方法的程序指令等。另外,通信接口1003还可以实现该电子设备与特定目标设备之间的通信连接,并可完成相互间信息传输,如通过通信接口1003实现特定目标状态信息的采集等。电子设备运行时,处理器1002调用存储器1001中的程序指令,以执行上述各方法实施例所提供的方法。
上述的存储器1001中的程序指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。或者,实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成,前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,执行包括上述各方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本发明还根据上述各实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有程序或指令,该程序或指令被计算机执行时,实现如上述各实施例所述的基于质量检测的区块链数据共享方法的步骤。
作为本发明的再一个方面,本实施例根据上述各实施例还提供一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,当所述程序指令被计算机执行时,计算机能够执行上述各方法实施例所提供的基于质量检测的区块链数据共享方法。
本发明提供的电子设备、非暂态计算机可读存储介质和计算机程序产品,通过执行上述各实施例所述的基于质量检测的区块链数据共享方法的步骤,基于数据质量和节点信誉建模系统的支付策略,同时设计以节点经济利益为导向的节点数据采集策略,能够实现安全可靠的高质量数据共享。
可以理解的是,以上所描述的装置、电子设备及存储介质的实施例仅仅是示意性的,其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,既可以位于一个地方,或者也可以分布到不同网络单元上。可以根据实际需要选择其中的部分或全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种基于质量检测的区块链数据共享系统,其特征在于,包括:相互通信连接的节点构成的区块链群智感知网络系统,所述相互通信连接的节点包括区块链群智感知服务平台、数据共享节点和区块链共识节点;
所述区块链群智感知网络系统用于基于数据质量、数据质量预设要求和所述数据共享节点的节点信誉值确定支付策略,并在所述数据共享节点基于数据采集策略发送数据后,通过智能合约顺序执行离群点检测、真实值估计和数据质量估计,并基于数据质量估计值对所述数据共享节点进行奖励发放与信誉更新;
所述区块链群智感知服务平台作为所述区块链群智感知网络系统的代理节点,负责发布数据共享任务;
所述数据共享节点用于基于所述支付策略和数据采集与上传成本,确定所述数据采集策略,并基于所述数据采集策略和所述数据共享任务,采集与所述数据共享任务对应的目标数据,并将所述目标数据发送至所述区块链群智感知网络系统;
所述区块链共识节点用于验证参与所述数据共享任务的数据共享节点的身份信息和交易信息,并存储和执行所述智能合约;
所述区块链群智感知网络系统和所述数据共享节点间通过主从博弈,实现分别确定所述区块链群智感知网络系统的支付策略和所述数据共享节点的数据采集策略。
2.一种基于质量检测的区块链数据共享方法,应用于数据共享节点,其特征在于,所述方法包括:
获取区块链群智感知网络系统基于数据质量、数据质量预设要求和数据共享节点的节点信誉值确定的支付策略,并基于所述支付策略和数据采集与上传成本,确定所述数据共享节点的数据采集策略;
基于所述数据采集策略和所述区块链群智感知网络系统发布的数据共享任务,采集与所述数据共享任务对应的目标数据,并将所述目标数据发送至所述区块链群智感知网络系统;
所述确定所述数据共享节点的数据采集策略,包括:
获取基于所述支付策略对所述数据共享节点的期望奖励,并基于所述期望奖励和所述数据共享节点的所述数据采集与上传成本,确定进行数据共享时所述数据共享节点的效用;
基于所述数据共享节点的效用和所述数据共享节点传输数据的可靠性要求,确定所述数据共享节点的效用优化问题;
利用蒙特卡罗节点效用优化算法,求解所述数据共享节点的效用优化问题,确定所述数据采集策略;
所述数据共享节点的效用优化问题具体为:
其中,i表示所述数据共享节点对应的编号,表示第i个所述数据共享节点的优化目标,ui表示第i个所述数据共享节点的效用,fi表示第i个所述数据共享节点的数据采集频率,C1表示第i个所述数据共享节点传输数据的可靠性要求,ν表示第i个所述数据共享节点每次采集到的数据量,τ表示所述数据共享任务的时间要求,B表示传输信道带宽,γi表示第i个所述数据共享节点传输数据时的信干噪比,Ci表示第i个所述数据共享节点的数据采集成本,表示基于所述支付策略对第i个所述数据共享节点的期望奖励,δi表示变异系数,dmax表示所述区块链群智感知网络系统的最差数据质量,p(y,ri)表示所述支付策略,ri表示第i个所述数据共享节点的信誉;
所述利用蒙特卡罗节点效用优化算法,求解所述数据共享节点的效用优化问题,确定所述数据采集策略,包括:
通过蒙特卡罗方法对所述ui包含的积分项进行计算,获取所述数据共享节点的最大效用;
在最大效用大于0的情况下,确定最大效用对应的数据采集频率为最佳数据采集频率;或,在最大效用小于或等于0的情况下,确定所述最佳数据采集频率为0;
基于所述最佳数据采集频率,确定所述数据采集策略。
3.根据权利要求2所述的基于质量检测的区块链数据共享方法,其特征在于,还包括:
接收所述区块链群智感知网络系统通过区块链群智感知服务平台发布的数据共享任务,并基于所述数据共享任务,向所述区块链群智感知网络系统报告用于描述数据采集行为的变异系数。
4.根据权利要求2所述的基于质量检测的区块链数据共享方法,其特征在于,所述将所述目标数据发送至所述区块链群智感知网络系统,包括:
对所述目标数据进行哈希处理,获取所述目标数据对应的哈希值,并以交易形式将所述哈希值上传至所述区块链群智感知网络系统,并以明文形式传输所述目标数据。
5.一种基于质量检测的区块链数据共享方法,应用于区块链群智感知网络系统,其特征在于,所述方法包括:
通过区块链群智感知服务平台发布数据共享任务,并基于数据质量、数据质量预设要求和数据共享节点的节点信誉值,确定支付策略;
接收所述数据共享节点基于所述支付策略、所述数据共享节点的数据采集与上传成本和所述数据共享任务发送的与所述数据共享任务对应的目标数据,并将所述目标数据存入所述区块链群智感知网络系统;
所述确定支付策略,包括:
基于所述数据质量、所述数据质量预设要求和所述数据共享节点的节点信誉值,确定包含策略参数的支付策略表达式,并基于所述包含策略参数的支付策略表达式,确定所述区块链群智感知网络系统的基于期望奖励的预算约束条件;
基于上传了符合预设标准数据的数据共享节点的数量,确定所述区块链群智感知网络系统的效用,并基于所述区块链群智感知网络系统的效用和所述预算约束条件,确定所述区块链群智感知网络系统的效用优化问题;
利用基于粒子群算法的系统效用优化算法,求解所述区块链群智感知网络系统的效用优化问题,确定所述策略参数的值,并基于所述策略参数的值,确定所述支付策略。
6.根据权利要求5所述的基于质量检测的区块链数据共享方法,其特征在于,还包括:
对所述目标数据进行离群点检测,并估计所述目标数据的真实值,并基于估计的真实值,计算所述数据共享节点的数据质量估计值;
基于所述数据质量估计值,为所述数据共享节点发放奖励,并更新所述数据共享节点的节点信誉值。
7.根据权利要求5或6所述的基于质量检测的区块链数据共享方法,其特征在于,还包括:
接收所述数据共享节点发送的用于描述数据采集行为的变异系数,并基于所述变异系数,通过等效变换所述数据共享节点的数据质量的概率密度函数,确定所述支付策略的策略参数。
8.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令,其特征在于,所述处理器执行所述程序或指令时,实现如权利要求2至7中任一项所述的基于质量检测的区块链数据共享方法的步骤。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110653959.5A CN113298524B (zh) | 2021-06-11 | 2021-06-11 | 基于质量检测的区块链数据共享系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110653959.5A CN113298524B (zh) | 2021-06-11 | 2021-06-11 | 基于质量检测的区块链数据共享系统及方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113298524A CN113298524A (zh) | 2021-08-24 |
CN113298524B true CN113298524B (zh) | 2022-08-02 |
Family
ID=77328035
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110653959.5A Active CN113298524B (zh) | 2021-06-11 | 2021-06-11 | 基于质量检测的区块链数据共享系统及方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113298524B (zh) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018032371A1 (zh) * | 2016-08-13 | 2018-02-22 | 深圳市樊溪电子有限公司 | 一种区块链功耗感知的PoW共识机制 |
CN111432361A (zh) * | 2020-03-19 | 2020-07-17 | 长春理工大学 | 一种基于群智感知网络的用户激励策略确定方法及系统 |
CN112053043A (zh) * | 2020-08-21 | 2020-12-08 | 北京邮电大学 | 一种基于区块链的群智感知方法及系统 |
-
2021
- 2021-06-11 CN CN202110653959.5A patent/CN113298524B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018032371A1 (zh) * | 2016-08-13 | 2018-02-22 | 深圳市樊溪电子有限公司 | 一种区块链功耗感知的PoW共识机制 |
CN111432361A (zh) * | 2020-03-19 | 2020-07-17 | 长春理工大学 | 一种基于群智感知网络的用户激励策略确定方法及系统 |
CN112053043A (zh) * | 2020-08-21 | 2020-12-08 | 北京邮电大学 | 一种基于区块链的群智感知方法及系统 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
"区块链赋能的高效物联网数据激励共享方案";蔡婷等;《软件学报》;20210122;第32卷(第4期);全文 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113298524A (zh) | 2021-08-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110610242B (zh) | 一种联邦学习中参与者权重的设置方法及装置 | |
Witt et al. | Decentral and incentivized federated learning frameworks: A systematic literature review | |
JP7304940B2 (ja) | 分散型台帳ネットワークのための自律品質規制 | |
JP7340628B2 (ja) | ブロックチェーンに基づくサービス情報処理方法、装置及び可読記憶媒体 | |
Schlosser et al. | On the simulation of global reputation systems | |
CN114021188A (zh) | 一种联邦学习协议交互安全验证方法、装置及电子设备 | |
CN112883527A (zh) | 一种面向网络体系的仿真评估方法 | |
CN113393321B (zh) | 一种基于区块链的金融风控方法 | |
CN113158550B (zh) | 一种联邦学习方法、装置、电子设备及存储介质 | |
CN112511619B (zh) | 无线边缘区块链场景中的资源节点间交易匹配方法 | |
CN113298524B (zh) | 基于质量检测的区块链数据共享系统及方法 | |
CN117763555A (zh) | 一种基于区块链的配电网数据安全防护和评估方法 | |
CN117041981A (zh) | 一种基于信任值评估的无线传感网络异常检测方法 | |
Gyeera et al. | Regression analysis of predictions and forecasts of cloud data center KPIs using the boosted decision tree algorithm | |
CN114757448B (zh) | 一种基于数据空间模型的制造环节间最优价值链构建方法 | |
CN110599337A (zh) | 一种基于群智感知技术的联盟链安全激励方法 | |
CN116362894A (zh) | 多目标学习方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质 | |
EP3851921A1 (en) | Distributed computer control system and method of operation thereof via collective learning | |
Khosravifar | Trust and reputation in multi-agent systems | |
CN115701071A (zh) | 模型训练方法、装置、电子设备及存储介质 | |
CN103544407B (zh) | 一种对等网络版权内容相似度图的构建方法及系统 | |
Robinson et al. | Optimal adaptive replacement in a renewal process | |
CN115481752B (zh) | 模型训练方法、装置、电子设备以及存储介质 | |
CN116760837B (zh) | 一种基于联邦学习和权益选举的分布式共识方法及系统 | |
CN112801561B (zh) | 用户关系确定方法、装置、存储介质及电子设备 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |