基于区块链的群智感知救援物资收集方法技术

一种基于区块链的群智感知救援物资收集方法，由信息发布、选择参与者、评估任务完成质量及支付报酬步骤组成。本发明专利技术采用区块链的群智感知网络，通过参与者控制智能合约和任务控制智能合约，完成任务发布者、参与者和网络维护者之间的在线交互和链上交易，实现无可信中心的参与者管理以及救援物资收集任务管理，解决集中式方法中参与者失联或取消捐赠等节点失效、参与者拒绝提供个人信息的分布式拒绝服务攻击及恶意评判物资收集情况的技术问题；采用工作量共识机制解决利用虚假身份获益的女巫攻击；采用区块链上群智感知网络公开透明的特点，安全公开收集救援物资并实现后续的可追溯；根据时间与救援物资的需求选择参与者，高效快速地收集救援物资。效快速地收集救援物资。效快速地收集救援物资。

【技术实现步骤摘要】
基于区块链的群智感知救援物资收集方法


[0001]本专利技术涉及群智感知的
，尤其涉及一种基于区块链的群智感知救援物资收集方法。

技术介绍

[0002]近年来，各种大规模自然灾害越来越频繁地出现，对人类的生产生活甚至是生命都造成了巨大的威胁。例如因强降雨引起的洪涝灾害、台风等，其影响范围巨大，且因其爆发突然导致救援物资调度困难。因此，在面对灾害及事故时如何安全高效的收集救援物资成为至关重要的问题。
[0003]基于区块链的群智感知网络是借助众多参与者通过协同的方式共同完成一个特定的紧急任务的网络，如紧急救援物资的收集，然而由于资源消耗和公平性等会导致在完成任务过程中存在大量的问题。
[0004]基于可信中心的群智感知救援物资收集方法存在各种安全隐患，如节点失效故障，女巫攻击，共谋攻击，平台数据泄露等，造成救援物资收集任务失败，进而造成大量的经济损失。而现有的分布式群智感知救援物资收集方法研究中仅在质量评估及报酬支付阶段为去中心化的分布式管理，依然存在安全隐患。在群智感知的
当前需解决的一个技术问题是提供一种去中心化的、安全的群智任务完成方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于克服上述技术问题的缺点，提供一种基于区块链的群智感知救援物资收集方法。
[0006]解决上述技术问题所采用的技术方案是由下述步骤组成：
[0007](1)发布信息
[0008]基于区块链的群智感知网络由参与实体构成，参与实体包括参与者、网络维护者、任务发布者，参与实体进入基于区块链的群智感知网络发布身份信息，参与者控制智能合约P如下：
[0009]P＝(D,I,R,C,T,E,N)
[0010]其中D为参与者外部账户地址，I为参与实体的唯一标识，R为参与者当前工作状态，C为参与者上次完成任务地址，T为参与者信誉度，T取值范围为0.25～0.45，E为参与者地址，N为参与者完成当前任务的能力。
[0011]任务发布者采用任务控制智能合约B发布救援物资收集任务信息，任务控制智能合约B为：
[0012]B＝(F,G,n,H,J,K,l,r,d,q,O)
[0013]q＝λq
t
+ηq
Z
+γq
c
[0014]q
t
＝2
×
s
g
(t
‑
d)
×
s
i
(
‑
(t
‑
d))+s
g
(
‑
(t
‑
d))
[0015][0016][0017][0018]其中F为参与者控制智能合约P的地址，G为当前任务状态，n是任务所需人数，n为有限正整数， H为网络维护者优选参与者时所用的参数，J为胜出者地址，K为胜出者上一次任务地址，l为采购物资所需成本，r为救援物资目的地，d为救援物资抵达目的地截止时间，q为救援物资收集任务质量评估函数，O为任务控制智能合约B存储地址，λ、η、γ分别为任务时间评估函数q
t
、任务地点评估函数q
z
、捐赠救援物资与所需救援物资之间相符程度q
c
的权重，且λ+η+γ为1，q
c
∈[0,1]， t表示救援物资抵达目的地时间，Z表示捐赠救援物资的抵达位置与救援物资目的地r之间的距离， Z>0。
[0019](2)选择参与者
[0020]参与者向愿意提供物资的任务上传个人相关信息，个人相关信息为参与者控制智能合约P，网络维护者将候选参与者X
ca
的数据写入任务控制智能合约B，X
ca
∈{x1,x2,...,x
m
}，m为有限正整数，采用参与者选择方法并根据候选参与者能力N选择与任务匹配度最高的n个参与者作为胜出者X
s
：
[0021]X
s
＝{x1,x2,...,x
n
}
[0022]其中n＜m，并将n个胜出者的参与者控制智能合约P的地址写到任务控制智能合约B的胜出者地址J中。
[0023](3)评估任务完成质量及支付报酬
[0024]胜出者捐赠救援物资后等待网络维护者验证该救援物资收集任务的完成质量，网络维护者将救援物资收集任务质量评估函数q的结果上传到任务控制智能合约B，当救援物资收集任务按时完成或到达救援物资抵达目的地截止时间d，网络维护者确定报酬并由任务发布者支付给参与者。
[0025]网络维护者基于工作量共识机制评估任务完成质量q，确定胜出者X
s
的报酬，包括金钱报酬 P
x
和信誉度报酬T
x
，按下式确定：
[0026][0027][0028]其中，q
x,c,k
表示参与者x在当前时间c内执行第k个救援物资收集任务完成的质量，表示现在时间窗序号W
h
与过去时间窗序号W
c
差的衰减因子，n
c
表示参与者x在过去时间窗W
c
内完成救援物资收集任务的个数。
[0029]本专利技术的(2)步骤中参与者选择方法如下：
[0030]将参与者控制智能合约P的地址输入任务控制智能合约B中，在任务控制智能合约
B中写入愿意参与该救援物资收集任务的候选参与者信息，网络维护者根据候选参与者能力N将候选参与者从高到低排序，选出所需的前n个胜出者X
s
；根据候选参与者信息及当前任务信息按下式确定参与者能力N：
[0031]N＝λ1N
t
+η1N
r
+γ1N
T
+θN
m
[0032][0033]N
T
＝T
[0034]其中，λ1、η1、γ1、θ分别为时间成本N
t
、距离成本N
r
、信誉成本N
T
、参与者拥有救援物资与所需救援物资相符程度N
m
的权重，λ1+η1+γ1+θ为1，将选出的n个胜出者X
s
的地址写入任务控制智能合约B中胜出者地址J，将参与者控制智能合约P中的参与者x上次完成任务地址C改为当前任务控制智能合约B的地址，将任务控制智能合约B的当前任务状态G改为结束。
[0035]在本专利技术的(1)步骤中，所述的信誉度T的取值最佳为0.3。
[0036]在本专利技术的(1)发布信息步骤中，所述的任务所需人数n的取值范围为5～10。
[0037]由于本专利技术采用区块链的群智感知网络，通过参与者控制智能合约和任务控制智能合约，完成任务发布者、参与者和网络维护者之间的在线交互和链上交易，在执行流程中实现了无可信中心的参与者管理以及救援物资收集任务管理，解决了集中式的群智感知方法存在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于区块链的群智感知救援物资收集方法，其特征在于由下述步骤组成：(1)发布信息基于区块链的群智感知网络由参与实体构成，参与实体包括参与者、网络维护者、任务发布者，参与实体进入基于区块链的群智感知网络发布身份信息，参与者控制智能合约P如下：P＝(D,I,R,C,T,E,N)其中D为参与者外部账户地址，I为参与实体的唯一标识，R为参与者当前工作状态，C为参与者上次完成任务地址，T为参与者信誉度，T取值范围为0.25～0.45，E为参与者地址，N为参与者完成当前任务的能力；任务发布者采用任务控制智能合约B发布救援物资收集任务信息，任务控制智能合约B为：B＝(F,G,n,H,J,K,l,r,d,q,O)q＝λq
t
+ηq
Z
+γq
c
q
t
＝2
×
s
g
(t
‑
d)
×
s
i
(
‑
(t
‑
d))+s
g
(
‑
(t
‑
d))d))d))其中F为参与者控制智能合约P的地址，G为当前任务状态，n是任务所需人数，n为有限正整数，H为网络维护者优选参与者时所用的参数，J为胜出者地址，K为胜出者上一次任务地址，l为采购物资所需成本，r为救援物资目的地，d为救援物资抵达目的地截止时间，q为救援物资收集任务质量评估函数，O为任务控制智能合约B存储地址，λ、η、γ分别为任务时间评估函数q
t
、任务地点评估函数q
z
、捐赠救援物资与所需救援物资之间相符程度q
c
的权重，且λ+η+γ为1，q
c
∈[0,1]，t表示救援物资抵达目的地时间，Z表示捐赠救援物资的抵达位置与救援物资目的地r之间的距离，Z>0；(2)选择参与者参与者向愿意提供物资的任务上传个人相关信息，个人相关信息为参与者控制智能合约P，网络维护者将候选参与者X
ca
的数据写入任务控制智能合约B，X
ca
∈{x1,x2,...,x
m
}，m为有限正整数，采用参与者选择方法并根据候选参与者能力N选择与任务匹配度最高的n个参与者作为胜出者X
s
：X
s
＝{x1,x2,...,x
n
}其中n＜m...

【专利技术属性】
技术研发人员：马苗，周玉莹，杨波，任杰，王涛，
申请(专利权)人：陕西师范大学，
类型：发明
国别省市：