基于安全多方計算技術的隱私保護打分系統設計

譚尚之，馬敏耀，金朝會，黃菊香，胡元銳，陳 進

（1.貴州師范學院 數學與大數據學院，貴州 貴陽 550018；2.貴州師范學院 互聯網+創新創業訓練中心，貴州 貴陽 550018）

0 引言

現有的多人評分場景中，相當一部分的場景還未采取電子化評分系統。在使用電子化評分系統的場景中，大多都是將評委的評分匯總給服務端，再由服務端計算出最終得分后進行公布。不論哪種方式，評委的評分情況都是公開的，這可能會給評委本人帶來聲譽、人際關系、甚至安全威脅等負面影響。市場上還未見到既能保證評分結果正確性，又能保護評分人數據隱私的多人評分系統。隨著科學技術的發展，大數據和智能化時代的到來，人們對安全性和科技性的要求也越來越高。本文基于此設計了隱私保護打分系統[1]。

1 系統設計

1.1 系統總體設計

生活中，需要多人對某一對象（人/事/物）進行評分的情況十分常見，例如各類評審、競選、競賽、評標等活動中，都常常需要多人對某一對象進行評分[2]。在現有的多人評分模型（見圖1）中，評委各自進行評分后，再將所有評委的評分進行匯總后算出最終得分（如總分或平均分）[3]。現有的網絡打分系統基本都是將評委的評分匯總給服務器，再由服務器計算出最終得分后進行公布。

圖1 現有的評分系統模型

在現有的多人評分模型中，每個評委的評分情況都是公開的，這可能會給評委本人帶來聲譽、人際關系、甚至安全威脅等負面的影響[4]。因此，本項目提出隱私保護多人評分模型，與現有的評分模式相比，該模型具有兩個典型的主要特性：（1）每個選手的最終得分確實是由每個評委所給的評分計算而得到的（正確性）；（2）每個評委所給的評分，除了他自己之外，其他任何人（包括其他評委、評分組織方、網絡服務器以及能夠切圖通信線路的攻擊者等）都不知道（隱私性）。

隱私保護多人評分系統模型如圖2所示，在該模型下，多個評委輸入自己所給的評分后，系統自動執行一個隱私保護的多方計算協議，最終計算出評委的得分，既保證了評分的正確性，又保護了每個評分人的隱私。本項目擬設計和開發一個軟硬件兼容的隱私保護多人評分系統，解決現有多人評分系統所存在的隱私暴露問題，具有較強的現實意義。

圖2 本系統評分系統模型

1.2 系統軟件設計

系統軟件設計的主要流程如下。

第一步：用戶進行客戶端登錄，服務器開啟服務。

第二步：服務器發起評分。

第三步：客戶端評分，數據拆分，由服務器轉發給各個客戶端，進行評分計算。

第四步：當每個客戶端都收到一次由各個客戶端發送的評分數據，進行數據的解密整合為一個打分數據，發送給服務器。

第五步：服務器收到各個客戶端發送的評分后，進行解密計算求出平均分然后顯示。

軟硬件兼容的隱私保護評分系統軟件設計流程如圖3所示。

圖3 系統軟件設計流程

2 測試數據

假設有3個用戶評分，對他們評分數據進行統計，發現評分系統軟件測試收集的數據符合實際測試數據，如表1所示，說明本評分系統具有穩定性和可靠性，可以廣泛使用。

表1 測試數據

3 結語

本文設計了一種隱私保護系統，綜合應用了隱私保護加密算法和單片機有關技術，彌補現有的多人評分模型中評分人隱私暴露的缺陷，從而催生出一種新的多人評分模型，為現有的多人評分模型帶來創新發展。