一种基于区块链的快递上下文位置隐私保护方法技术

本发明专利技术公开了一种基于区块链的快递上下文位置隐私保护方法，针对同城配送场景，基于区块链通过智能合约依据全同态加密算法选择快递的下一跳站点，又利用上下文加密确保车辆到达指定地点获得相关信息并按照既定路线递送快递，实时生成一条可以保护隐私的最短路径，整条路径由各节点依靠分布式计算的方法做出相继选择后构成；本发明专利技术适用于解决同城配送中因道路交通导致的复杂情况，也可以解决同城配送中实体间互不信任的问题，本发明专利技术在保护路径没有被假冒、保护最终收件地点没有被暴露的同时，提升了快递递送过程的准确性、高效性。高效性。高效性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于区块链的快递上下文位置隐私保护方法
[0001]

[0002]本专利技术属于信息安全领域，具体涉及基于区块链的快递上下文位置隐私保护方法。
[0003]
技术介绍

[0004]从同城配送行业发展的视角来看，快递路径一次性规划难以适应同城配送中道路交通复杂的情况，此外，车辆、站点、顾客之间互相不信任导致的矛盾也与日俱增，难以满足当前同城配送行业准时交货、响应敏捷、信息及时的要求。
[0005]从快递行业发展的视角来看，实名制度能显著降低快递延误率、丢失率，甚至还能有效震慑利用快递从事危险活动的不法分子。但是，快递实名显示在保证快递安全的同时，也包含大量用户相关的信息（如姓名、具体住址、电话等），这种情况极易泄露用户隐私，给用户造成损失，也会影响快递行业的良好声誉、制约快递产业链的发展。
[0006]为此，人们提出了一些解决方法，例如：四川大学的专利“一种在物流过程中实现快递隐私保护的方法”（授权公告号：CN 106453268 B）公开了一种在收发快件时应用来自云服务器的密钥集将客户的配送信息和隐私信息进行分层次的重加密，针对不同的解密的请求者身份授予不同的解密权限的方法。该方法虽然在一定程度上可以避免快递信息在包裹上直接显示并且防止物流相关人员利用职务之便获取顾客的隐私信息，但是其存在的不足之处在于事先规划好整条路径，响应敏捷度低，且过于依赖中心服务器，性能损耗严重。
[0007]
技术实现思路

[0008]为了解决同城配送难以准时交货、客户隐私泄露的现实难题，本专利技术提供了一种基于区块链的快递上下文位置隐私保护方法，基于区块链通过智能合约依据全同态加密算法选择快递的下一跳站点，又利用上下文加密算法确保车辆到达指定地点获得相关信息并按照既定路线递送快递，实时生成一条可以保护隐私的最短路径，整条路径由各节点依靠分布式计算的方法做出相继选择后构成，适用于解决同城配送中因道路交通导致的复杂情况，同时解决了同城配送中实体间互不信任的问题。
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方法：一种基于上下文加密的快递递送及隐私保护方法，包括以下步骤：步骤1，系统初始化，其过程如下：1.1需要注册的实体Utype有三类，分别为站点Station，顾客Customer与车辆Vehicle，其中顾客分为寄件人与收件人；1.2当实体向区块链提交注册请求时，首先区块链生成一个公私钥对{pk,sk}，并
将pk作为实体的ID，其次区块检验该ID是否已存在于ID池内，若存在，则注册失败；若不存在，则区块将该ID加入ID池内，并将公私钥对发送给对应的实体，实体注册成功；1.3注册成功后的实体均有自己的公私钥对，此外，注册成功后的站点Station可知自己的邻居站点；1.4各实体的公私钥对将定期更新，并及时发送给对应实体；步骤2，发布派送任务，其过程如下：2.1客户终端向区块链请求订单IDorder，区块链生成唯一的订单IDorder返回给客户终端；2.2寄件人将订单所需隐私信息Info（寄件人姓名、寄件地址、寄件人电话、收件人姓名、收件地址、收件人电话）填写完毕后，使用收件人公钥pkRec对订单信息Info进行加密，得加密的订单信息CInfo并上传区块链；2.3客户终端用同态加密函数对收件地址D进行加密得到FH(D)，并将FH(D)向起始站点的区块节点发布；2.4客户终端用每个区块的公钥pkblock对全同态的私钥skFH进行加密，得Enc(skFH)；2.5客户终端将加密好的私钥Enc(skFH)发送给每个区块；2.6站点向区块链发布任务T<t1, t2,...,tm>，任务的格式为ti<L, IDorder, Time>，其中L表示起始站点的位置，IDorder表示订单号，Time表示允许最迟被运输的时间；2.7车辆向区块链发布偏好的工作区域R<o, r>，o代表偏好工作区域的中央，r代表工作区域的半径，为了防止车辆上下文位置信息泄露，车辆可以自定义站点附近的偏好工作区域，而不是选择自身实际位置，车辆发布偏好工作区域R后，车辆pkvehicle加入工作池poolw中；2.8区块链为任务设置奖励W，为覆盖量较的少区域甚至没被覆盖的边缘任务分配高额的奖励以提高接受率，此外，运输距离越长，任务奖励也会越多，长期没有车辆接受的任务标记为孤立任务；2.9 已经在工作池poolw中的车辆选择任务，选择后车辆公钥车辆pkvehicle和订单号IDorder绑定后上链，车辆高概率选择距离越短奖励越高的任务，低概率选择距离越远奖励越低的任务，如果到任务的距离超过车辆的最大工作距离，即使奖励很高也不会被选中，孤立任务除外；步骤3，转送快递，其过程如下：3.1车辆到达站点Si，被站点Si用于检测是否有车辆到来的传感器接收到，此时车辆发出请求Re1(timestamp,IDorder,Location,pkvehicle)给站点Si，触发智能合约；其中的参数分别代表当前时间戳（timestamp）、订单号（IDorder）、位置（Location）、车辆公钥（pkvehicle）；3.2如果检测到车辆在正确的时间到达了正确的位置，并且车辆的公钥pkvehicle订单号IDorder匹配，则触发1号智能合约执行以下步骤：（1）Si向Si每个邻居节点广播FH(D)；（2）Si与Si的每个邻居节点对自身位置用原同态加密公钥加密，得密文FH(Si、Si的每个邻居节点)，计算收件地址密文FH(D)与FH(Si、Si的每个邻居节点)的距离，得到全同
态加密的距离FH(distance)，发送给区块；3.3如果车辆未在正确的时间到达了Si，则触发2号智能合约解决异常问题；3.4快递进入站点后，触发3号智能合约：区块用自己的私钥skblock解密Enc(skFH)得到全同态加密私钥skFH，再用全同态加密私钥skFH解密FH(distance)得出distance，比较并找出最小值对应的站点作为下一跳站点；3.5如果下一跳就是当前站点Si，则在站点Si将进入接收阶段；3.6如果下一跳不是站点Si，则以最小值对应的站点Si+1为例继续执行下面的步骤；3.7判断出下一跳是站点S1，则触发4号智能合约：基于上下文加密下一跳站点，将加密好的下一跳站点发送给合适的车辆；3.8站点Si将需要递送的快递交给车辆，车辆基于上下文解密得站点Si+1；3.9快递在下面的递送过程中，依旧利用上文所述的方法：一种通过智能合约基于全同态加密算法计算下一跳站点，并基于上下文加密解密传送的方法；直到智能合约判断当前站点就是下一跳站点，进入接受阶段；3.10完成任务的车辆重新发布偏好区域，站点重新发布新任务，区块链重新计算奖励额度；步骤4，接收阶段，其过程如下：快递派送到达最终站点后，收件人使用私钥skRec解密订单信息，查看信息是否有误，有误则拒收，无误则签收，客户终端将处理结果反馈给区块链。
[0010]所述步骤3中，“一种通过智能合约基于全同态加密算法计算下一跳站点，并基于上下文加密解密传送的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于区块链的快递上下文位置隐私保护方法，其特征在于，包括以下几个步骤/阶段：第一阶段，初始化阶段1.1 需要注册的实体Utype有三类，分别为站点Station，顾客Customer与车辆Vehicle，其中顾客分为寄件人与收件人；1.2 当实体向区块链提交注册请求时，首先区块链生成一个公私钥对{pk,sk}，并将pk作为实体的ID，其次区块检验该ID是否已存在于ID池内，若存在，则注册失败；若不存在，则区块将该ID加入ID池内，并将公私钥对发送给对应的实体，实体注册成功；1.3注册成功后的实体均有自己的公私钥对，此外，注册成功后的站点Station可知自己的邻居站点；1.4各实体的公私钥对将定期更新，并及时发送给对应实体；第二阶段，发布派送任务阶段2.1客户终端向区块链请求订单IDorder，区块链生成唯一的订单IDorder返回给客户终端；2.2寄件人将订单所需隐私信息Info（寄件人姓名、寄件地址、寄件人电话、收件人姓名、收件地址、收件人电话）填写完毕后，使用收件人公钥pkRec对订单信息Info进行加密，得加密的订单信息CInfo并上传区块链；2.3客户终端用同态加密函数对收件地址D进行加密得到FH(D)，并将FH(D)向起始站点的区块节点发布；2.4客户终端用每个区块的公钥pkblock对全同态的私钥skFH进行加密，得Enc(skFH)；2.5客户终端将加密好的私钥Enc(skFH)发送给每个区块；2.6站点向区块链发布任务T<t1, t2,...,tm>，任务的格式为ti<L, IDorder, Time>，其中L表示起始站点的位置，IDorder表示订单号，Time表示允许最迟被运输的时间；2.7车辆向区块链发布偏好的工作区域R<o, r>，o代表偏好工作区域的中央，r代表工作区域的半径，为了防止车辆上下文位置信息泄露，车辆可以自定义站点附近的偏好工作区域，而不是选择自身实际位置，车辆发布偏好工作区域R后，车辆pkvehicle加入工作池poolw中；2.8区块链为任务设置奖励W，为覆盖量较的少区域甚至没被覆盖的边缘任务分配高额的奖励以提高接受率，此外，运输距离越长，任务奖励也会越多，长期没有车辆接受的任务标记为孤立任务；2.9已经在工作池poolw中的车辆选择任务，选择后车辆公钥车辆pkvehicle和订单号IDorder绑定后上链，车辆高概率选择距离越短奖励越高的任务，低概率选择距离越远奖励越低的任务，如果到任务的距离超过车辆的最大工作距离，即使奖励很高也不会被选中，孤立任务除外；第三阶段，转送阶段3.1车辆根据任务需求到达站点Si，被站点Si用于检测是否有车辆到来的传感器接收到，此时车辆发出请求Re1(timestamp,IDorder,Location,pkvehicle) 给站点Si，触发智能合约；其中的参数分别代表当前时间戳（timestamp）、订单号（IDorder）、位置（Location）、车辆公钥（pkvehicle）；
3.2如果检测到车辆在正确的时间到达了正确的位置，并且车辆的公钥pkvehicle订单号IDorder匹配，则触发1号智能合约执行以下步骤：（1）Si向Si每个邻居节点广播FH(D)；（2）Si与Si的每个邻居节点对自身位置用原同态公钥加密，得密文FH(SA、Si的每个邻居节点)，计算收件地址密文FH(D)与FH(Si、Si的每个邻居节点)的距离，得到全同态加密的距离FH(distance)，发送给区块；3.3如果车辆未在正确的时间到达了Si，则触发2号智能合约解决异常情况；3.4快递进入站点Si后，触发区块自动执行3号智能合约：解密FH(distance)，通过比较选择下一跳站点；3.5如果下一跳就是当前站点Si，则快递进入接收阶段；3.6如果下一跳不是站点Si，则以最小值对应的站点S1为例继续执行下面的步骤；3.7判断出下一跳是站点Si+1，则触发4号智能合约：基于上下文加密下一跳站点，将加密好的下一跳站点发送给合适的车辆；3.8站点Si将需要递送的快递交给车辆，车辆基于上下文解密得下一跳站点Si+1；3.9快递在后续的递送过程中，依旧利用上文所述的方法：一种通过智能合约基于全同态加密算法计算下一跳站点，并基于上下...

【专利技术属性】
技术研发人员：周倩，张添龙，吴加洋，韩忠旭，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：