CN114896262B - 基于安全多方计算的路径安全评估方法、系统及存储介质 - Google Patents

基于安全多方计算的路径安全评估方法、系统及存储介质 Download PDF

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CN114896262B CN202210821633.3A CN202210821633A CN114896262B CN 114896262 B CN114896262 B CN 114896262B CN 202210821633 A CN202210821633 A CN 202210821633A CN 114896262 B CN114896262 B CN 114896262B
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Abstract

本发明公开了一种基于安全多方计算的路径安全评估方法，包括以下步骤：（一）需求方将待评估的路径参数写进智能合约并发布；（二）服务提供方同步全网区块，并截取该路径的图像快照的整数矩阵；（三）服务提供方对快照矩阵进行黑白化降维处理；（四）服务提供方调出一个风险矩阵，对其进行维度调整；（五）服务提供方计算风险相似度矩阵；（六）服务提供方计算加权风险值；（七）服务提供方判断所述加权风险值是否大于设定的阈值；（八）等待计时结束，进行对赌金额分配。

Description

基于安全多方计算的路径安全评估方法、系统及存储介质
技术领域
本发明涉及元宇宙技术领域，更具体地，涉及一种基于安全多方计算的路径安全评估方法、系统及存储介质。
背景技术
元宇宙技术是两个存在多年的领域的有机融合：虚拟现实和数字第二人生。数十年来，研究人员一直试图基于技术手段特别是计算机技术，建立一个利用数字技术进行人与物互联互通的线上社会，从而使现实生活无缝映射到线上虚拟社会，提供一种工作、生活、娱乐的变革方式。目前，元宇宙相关的主要基础技术已经获得了较大的突破，各个主要国家的研究人员开始建立元宇宙相关的技术标准和应用示范。理论上，通过线上虚拟社会，人们交流的效率会显著提高，其中一个主要原因是物理路径被数字的虚拟路径替代了。但这会引入一个问题，人们无法确定某条路径或场景是安全的。
目前在路径安全评估领域的相关研究较少，但基本的方法有两种。一种是让有需求的数字人自行判断目标路径是否安全可靠。这种方法在需求方拥有大量储备的危险场景数据时有一定的优势。然而，一般情况下，某个普通数字人很难拥有足够的数据累积，从而无法做出大概率正确的判断。另一种方法是通过中心化的数字服务中介商进行危险排查。由于中介商通常拥有大量场景数据，一般能做出较为准确的判断，但存在中介商与路径布雷者联合作恶的可能。并且，中介商常常需要处理大量的请求，算力资源较为紧张，很难满足对于实时性要求较高的情况。
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种基于安全多方计算的路径安全评估方法，该方法通过安全多方计算能够高效地对路径的安全与否进行评估，解决实时性的同时确保无探测遗漏，同时设计有激励机制对服务提供方进行奖惩，确保方案的可信性。
为实现以上发明目的，采用的技术方案是：
一种基于安全多方计算的路径安全评估方法，包括以下步骤：
S1.需求方将待评估路径的坐标、路径长度N、路径宽度M、评估结果提交的截止时间、对赌金额写入智能合约；并将该智能合约发布到区块链上；
S2.服务提供方同步全网区块，读取智能合约中待评估路径的坐标、路径长度N、路径宽度M，基于读取的信息截取待评估路径的图像快照的整数矩阵(x ij )∈R N*M ，其中x ij 表示待评估路径的图像快照的整数矩阵中位于第i行、第j列的像素的像素值；R N*M 表示实数域的N行M列矩阵；
S3.服务提供方对矩阵(x ij )进行黑白化降维处理；得到矩阵(y ij )；
S4.服务提供方从本地风险矩阵库中调出一个风险矩阵(a ij )∈R U*U , a ij 表示风险矩阵中第i行、第j列的元素；R U*U 表示实数域的U行U列矩阵；
S5.服务提供方计算风险相似度矩阵(b ij )∈R （N-U+1）*（M-U+1） ：
S51.令i的初始值为1；
S52.固定i，令j的初始值为1；
S53.选择场景子矩阵：
Figure 955975DEST_PATH_IMAGE001
计算
Figure DEST_PATH_IMAGE002
，其中
Figure DEST_PATH_IMAGE003
为异或运算符；
S54.令j= j +1，然后执行步骤S53，直至j= M-U+1；
S55. 令i= i+1，然后执行步骤S52，直至i= N-U+1；
S6.服务提供方计算加权风险值：
Figure DEST_PATH_IMAGE004
若
Figure DEST_PATH_IMAGE005
大于设定的阈值，则评估该待评估路径存在危险；若
Figure 936438DEST_PATH_IMAGE005
小于或等于设定的阈值，则执行步骤S4；
若遍历本地风险矩阵库的风险矩阵，不存在任何一个风险矩阵计算得到的加权风险值
Figure 336327DEST_PATH_IMAGE005
大于设定的阈值，则评估该待评估路径安全；
S7.评估结果提交的截止时间过后，需求方对待评估路径进行探测；若探测发现待评估的路径存在危险，则将对赌金额分配予将该路径评估为存在危险的服务提供方，将该路径评估为安全的服务提供方需给予需求方资金；若探测发现待评估的路径为安全路径，则将对赌金额分配予将该路径评估为安全的服务提供方，将该路径评估为存在危险的服务提供方需给予需求方资金。
优选地，x ij ={ r ij ，g ij ，b ij }； r ij 、g ij 、b ij 分别表示x ij 在RGB上的分量。
优选地，所述服务提供方对矩阵(x ij )进行黑白化降维处理，包括：
y ij =（r ij + g ij +b ij ）%2
其中%表示取模操作。
优选地，所述步骤S4中，若U>min（N,M），则使用图像缩放算法令U=σ* min（N,M），其中0<σ< 1。
优选地，所述步骤S6中，若
Figure 887394DEST_PATH_IMAGE005
大于设定的阈值，则对所有的b ij 降序排序，选取其前G个元素，将对应的各个场景子矩阵(c ij )写入本地风险矩阵库。
优选地，所述步骤S6中，若评估该待评估路径存在危险，服务提供方以
Figure 280198DEST_PATH_IMAGE005
为参数调用智能合约，将
Figure 334742DEST_PATH_IMAGE005
写入智能合约的数组{
Figure 171111DEST_PATH_IMAGE005
}中，并记录服务提供方的身份；若评估该待评估路径安全，服务提供方调用智能合约的安全登记接口，表示认可该待评估路径安全，记录服务提供方的身份。
优选地，所述步骤S7中，若探测发现待评估的路径存在危险，则将对赌金额分配予将该路径评估为存在危险的服务提供方，将该路径评估为安全的服务提供方需给予需求方资金，具体包括：
第k个将该路径评估为存在危险的服务提供方可获得金额为：
Figure DEST_PATH_IMAGE006
其中D表示对赌金额，
Figure DEST_PATH_IMAGE007
表示数组{
Figure 537370DEST_PATH_IMAGE005
}中的第k个元素, 为第k个将该路径评估为存在危险的服务提供方写入；
将该路径评估为安全的服务提供方需给予需求方资金的具体金额为：
Figure DEST_PATH_IMAGE008
其中0<
Figure DEST_PATH_IMAGE009
< 1，S表示将该路径评估为安全的服务提供方的数量。
优选地，所述步骤S7中，若探测发现待评估的路径为安全路径，则将对赌金额分配予将该路径评估为安全的服务提供方，将该路径评估为存在危险的服务提供方需给予需求方资金，具体包括：
将对赌金额D平均分配予将该路径评估为安全的服务提供方；
将该路径评估为存在危险的服务提供方需给予需求方资金
Figure DEST_PATH_IMAGE010
，其中0<
Figure DEST_PATH_IMAGE011
< 1。
同时，本发明还提供了一种应用以上基于安全多方计算的路径安全评估方法的系统，其具体的方案如下：
一种基于安全多方计算的路径安全评估系统，包括需求方及服务提供方，所述需求方及服务提供方执行以上所述路径安全评估方法的方法步骤。
另外，本发明还提供了一种存储介质，其具体的方案如下：
一种存储介质，包括存储器及处理器，所述存储器内存储有程序，所述程序被所述处理器执行时，执行以上所述路径安全评估方法的方法步骤。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）本发明提供的方法采用去中心化的降维处理和相似性比对技术，保证算法的效率的同时确保结果的可靠性。
（2）本发明提供的方法采用安全多方计算技术保证服务提供方的数据和参数不被泄露，确保整个系统能高效有序运行。
（3）本发明提供的方法基于智能合约的激励机制，保证服务提供方评估结果的可信性。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为基于安全多方计算的路径安全评估方法的流程示意图。
图2为基于安全多方计算的路径安全评估系统的结构示意图。
图3为存储介质的结构示意图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如1所示，本发明提供的基于安全多方计算的路径安全评估方法包括有以下步骤：
（一）需求方将待评估的路径参数写进智能合约并发布。
在具体的实施过程中，需求方将待评估路径的坐标、路径长度N、路径宽度M、评估结果提交的截止时间、对赌金额写入智能合约；并将该智能合约发布到区块链上。
（二）服务提供方同步全网区块，并截取该路径的图像快照的整数矩阵。
在具体的实施过程中，服务提供方同步全网区块，读取智能合约中待评估路径的坐标、路径长度N、路径宽度M，基于读取的信息截取待评估路径的图像快照的整数矩阵(x ij )∈R N*M ，其中x ij 表示待评估路径的图像快照的整数矩阵中位于第i行、第j列的像素的像素值；R N*M 表示实数域的N行M列矩阵。
其中，x ij ={ r ij ，g ij ，b ij }； r ij 、g ij 、b ij 分别表示x ij 在RGB上的分量。
（三）服务提供方对快照矩阵进行黑白化降维处理。
在具体的实施过程中，所述服务提供方对矩阵(x ij )进行黑白化降维处理，包括：
y ij =（r ij + g ij +b ij ）%2
其中%表示取模操作。
（四）服务提供方调出一个风险矩阵，对其进行维度调整。
在具体的实施过程中，服务提供方从本地风险矩阵库中调出一个风险矩阵(a ij )∈R U*U , a ij 表示风险矩阵中第i行、第j列的元素；R U*U 表示实数域的U行U列矩阵；
在具体的实施过程中，若U>min（N,M），则使用图像缩放算法令U=σ* min（N,M），其中0<σ< 1。
（五）服务提供方计算风险相似度矩阵。
在具体的实施过程中，服务提供方计算风险相似度矩阵(b ij )∈R （N-U+1）*（M-U+1） ：
S51.令i的初始值为1；
S52.固定i，令j的初始值为1；
S53.选择场景子矩阵：
Figure 124078DEST_PATH_IMAGE001
计算
Figure 298707DEST_PATH_IMAGE002
，其中
Figure 40398DEST_PATH_IMAGE003
为异或运算符；
S54.令j= j +1，然后执行步骤S53，直至j= M-U+1；
S55. 令i= i+1，然后执行步骤S52，直至i= N-U+1；
（六）服务提供方计算加权风险值。
在具体的实施过程中，服务提供方计算加权风险值：
Figure DEST_PATH_IMAGE012
。
（七）服务提供方判断所述加权风险值是否大于设定的阈值。
若是则服务提供方以加权风险值为参数调用智能合约，记下其身份，同时将场景子矩阵写入本地风险库；
若否，则判断风险库是否已遍历完，若否则执行步骤（四）；若是则服务提供方则调用智能合约的安全登记接口，并记下其身份。
在具体的实施过程中，若
Figure 221850DEST_PATH_IMAGE005
大于设定的阈值，则评估该待评估路径存在危险；若
Figure 707189DEST_PATH_IMAGE005
小于或等于设定的阈值，则执行步骤（四）；
若遍历本地风险矩阵库的风险矩阵，不存在任何一个风险矩阵计算得到的加权风险值
Figure 736325DEST_PATH_IMAGE005
大于设定的阈值，则评估该待评估路径安全。
在具体的实施过程中，若
Figure 163764DEST_PATH_IMAGE005
大于设定的阈值，则对所有的b ij 降序排序，选取其前G个元素，将对应的各个场景子矩阵(c ij )写入本地风险矩阵库。
在具体的实施过程中，若评估该待评估路径存在危险，服务提供方以
Figure 911140DEST_PATH_IMAGE005
为参数调用智能合约，将
Figure DEST_PATH_IMAGE013
写入智能合约的数组{
Figure 731328DEST_PATH_IMAGE005
}中，并记录服务提供方的身份；若评估该待评估路径安全，服务提供方调用智能合约的安全登记接口，表示认可该待评估路径安全，记录服务提供方的身份。
（八）等待计时结束，进行对赌金额分配。
若探测发现待评估的路径存在危险，则将对赌金额分配予将该路径评估为存在危险的服务提供方，将该路径评估为安全的服务提供方需给予需求方资金，具体包括：
第k个将该路径评估为存在危险的服务提供方可获得金额为：
Figure 739605DEST_PATH_IMAGE006
其中D表示对赌金额，
Figure 213311DEST_PATH_IMAGE007
表示数组{
Figure 323350DEST_PATH_IMAGE005
}中的第k个元素, 为第k个将该路径评估为存在危险的服务提供方写入；
将该路径评估为安全的服务提供方需给予需求方资金的具体金额为：
Figure DEST_PATH_IMAGE014
其中0<
Figure 930918DEST_PATH_IMAGE009
< 1，S表示将该路径评估为安全的服务提供方的数量。
若探测发现待评估的路径为安全路径，则将对赌金额分配予将该路径评估为安全的服务提供方，将该路径评估为存在危险的服务提供方需给予需求方资金，具体包括：
将对赌金额D平均分配予将该路径评估为安全的服务提供方；
将该路径评估为存在危险的服务提供方需给予需求方资金
Figure DEST_PATH_IMAGE015
，其中0<
Figure 606749DEST_PATH_IMAGE011
< 1。
实施例2
本实施例提供了一种基于安全多方计算的路径安全评估系统，如图2所示，其具体的方案如下：
一种基于安全多方计算的路径安全评估系统，包括需求方及服务提供方，所述需求方及服务提供方执行实施例1所述路径安全评估方法的方法步骤。
实施例3
本实施例提供了一种存储介质，如图3所示，其具体的方案如下：
一种存储介质，包括存储器及处理器，所述存储器内存储有程序，所述程序被所述处理器执行时，执行实施例1所述路径安全评估方法的方法步骤。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述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，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以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。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-OnlyMemory）、随机存取存储器（RAM，RandomAccessMemory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，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，本领域的普通技术人员应当理解：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 (10)

1.一种基于安全多方计算的路径安全评估方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.需求方将待评估路径的坐标、路径长度N、路径宽度M、评估结果提交的截止时间、对赌金额写入智能合约；并将该智能合约发布到区块链上；
S2.服务提供方同步全网区块，读取智能合约中待评估路径的坐标、路径长度N、路径宽度M，基于读取的信息截取待评估路径的图像快照的整数矩阵(x ij )∈R N*M ，其中x ij 表示待评估路径的图像快照的整数矩阵中位于第i行、第j列的像素的像素值；R N*M 表示实数域的N行M列矩阵；
S3.服务提供方对矩阵(x ij )进行黑白化降维处理；得到矩阵(y ij )；
S4.服务提供方从本地风险矩阵库中调出一个风险矩阵(a ij )∈R U*U , a ij 表示风险矩阵中第i行、第j列的元素；R U*U 表示实数域的U行U列矩阵；
S5.服务提供方计算风险相似度矩阵(b ij )∈R （N-U+1）*（M-U+1） ：
S51.令i的初始值为1；
S52.固定i，令j的初始值为1；
S53.选择场景子矩阵：
Figure 374252DEST_PATH_IMAGE001
计算
Figure 220854DEST_PATH_IMAGE002
，其中
Figure 117266DEST_PATH_IMAGE003
为异或运算符；
S54.令j= j +1，然后执行步骤S53，直至j= M-U+1；
S55. 令i= i+1，然后执行步骤S52，直至i= N-U+1；
S6.服务提供方计算加权风险值：
Figure 709921DEST_PATH_IMAGE004
若
Figure 181223DEST_PATH_IMAGE005
大于设定的阈值，则评估该待评估路径存在危险；若
Figure 265853DEST_PATH_IMAGE005
小于或等于设定的阈值，则 执行步骤S4；
若遍历本地风险矩阵库的风险矩阵，不存在任何一个风险矩阵计算得到的加权风险值
Figure 949644DEST_PATH_IMAGE005
大于设定的阈值，则评估该待评估路径安全；
S7.评估结果提交的截止时间过后，需求方对待评估路径进行探测；若探测发现待评估的路径存在危险，则将对赌金额分配予将该路径评估为存在危险的服务提供方，将该路径评估为安全的服务提供方需给予需求方资金；若探测发现待评估的路径为安全路径，则将对赌金额分配予将该路径评估为安全的服务提供方，将该路径评估为存在危险的服务提供方需给予需求方资金。
2.根据权利要求1所述的基于安全多方计算的路径安全评估方法，其特征在于：x ij ={ r ij ，g ij ，b ij }； r ij 、g ij 、b ij 分别表示x ij 在RGB上的分量。
3.根据权利要求2所述的基于安全多方计算的路径安全评估方法，其特征在于：所述服务提供方对矩阵(x ij )进行黑白化降维处理，包括：
y ij =（r ij + g ij +b ij ）%2
其中%表示取模操作。
4.根据权利要求2所述的基于安全多方计算的路径安全评估方法，其特征在于：所述步骤S4中，若U>min（N,M），则使用图像缩放算法令U=σ* min（N,M），其中0<σ< 1。
5.根据权利要求2所述的基于安全多方计算的路径安全评估方法，其特征在于：所述步 骤S6中，若
Figure 662385DEST_PATH_IMAGE006
大于设定的阈值，则对所有的b ij 降序排序，选取其前G个元素，将对应的各个场 景子矩阵(c ij )写入本地风险矩阵库。
6.根据权利要求1-5任一项所述的基于安全多方计算的路径安全评估方法，其特征在 于：所述步骤S6中，若评估该待评估路径存在危险，服务提供方以
Figure 258583DEST_PATH_IMAGE005
为参数调用智能合约， 将
Figure 955144DEST_PATH_IMAGE005
写入智能合约的数组{
Figure 442626DEST_PATH_IMAGE006
}中，并记录服务提供方的身份；若评估该待评估路径安全，服 务提供方调用智能合约的安全登记接口，表示认可该待评估路径安全，记录服务提供方的 身份。
7.根据权利要求6所述的基于安全多方计算的路径安全评估方法，其特征在于：所述步骤S7中，若探测发现待评估的路径存在危险，则将对赌金额分配予将该路径评估为存在危险的服务提供方，将该路径评估为安全的服务提供方需给予需求方资金，具体包括：
第k个将该路径评估为存在危险的服务提供方可获得金额为：
Figure 150819DEST_PATH_IMAGE007
其中D表示对赌金额，
Figure 42551DEST_PATH_IMAGE008
表示数组{
Figure 85462DEST_PATH_IMAGE005
}中的第k个元素, 为第k个将该路径评估为存在 危险的服务提供方写入；
将该路径评估为安全的服务提供方需给予需求方资金的具体金额为：
Figure 252002DEST_PATH_IMAGE009
其中0<
Figure 549122DEST_PATH_IMAGE010
< 1，S表示将该路径评估为安全的服务提供方的数量。
8.根据权利要求7所述的基于安全多方计算的路径安全评估方法，其特征在于：所述步骤S7中，若探测发现待评估的路径为安全路径，则将对赌金额分配予将该路径评估为安全的服务提供方，将该路径评估为存在危险的服务提供方需给予需求方资金，具体包括：
将对赌金额D平均分配予将该路径评估为安全的服务提供方；
将该路径评估为存在危险的服务提供方需给予需求方资金
Figure 267548DEST_PATH_IMAGE011
，其中0<
Figure 407542DEST_PATH_IMAGE012
< 1。
9.一种基于安全多方计算的路径安全评估系统，其特征在于：包括需求方及服务提供方，所述需求方及服务提供方执行权利要求1-8任一项所述路径安全评估方法的方法步骤。
10.一种存储介质，包括存储器及处理器，所述存储器内存储有程序，其特征在于：所述程序被所述处理器执行时，执行权利要求1-8任一项所述路径安全评估方法的方法步骤。
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