一种基于隐私求交和区块链的图像监管平台及方法技术

本发明专利技术公开了一种基于隐私求交和区块链的图像监管平台及方法，所述方法为保密机构计算敏感图片的指纹并上链；监管机构生成所需参数并加密发送给被监管方；被监管方计算用户图片的指纹并将其填充入基于布谷鸟哈希的混淆布隆过滤器中；监管方从区块链中查询敏感图片指纹，并据此构造普通过滤器；监管机构和被监管方之间执行2选1不经意传输协议，监管机构根据协议构造一个混淆布隆过滤器；监管机构根据所述过滤器计算敏感图片集与用户图片集的交集，用于判断被监管方是否持有非法图片。本发明专利技术通过区块链解决了保密机构和监管机构面临的数据孤岛问题，同时使用基于布谷鸟哈希改进的混淆布隆过滤器提高了隐私求交的准确率，提升了图像监管的质量。升了图像监管的质量。升了图像监管的质量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于隐私求交和区块链的图像监管平台及方法


[0001]本专利技术涉及区块链、隐私计算等
，尤其涉及一种基于隐私求交和区块链的图像监管平台及方法。

技术介绍

[0002]随着互联网的发展，越来越多的人使用诸如微信、微博以及豆瓣等社交平台发送或者分享个人图片。此外，随着非同质化代币(Non
‑
Fungible Token，NFT)的流行，有很多用户通过NFT交易平台将私有图片通证化并上链形成一种数字资产以达到保护图片版权以及进行数字资产交易的目的。然而，这些平台在为广大用户提供便捷的图片上传、分享以及交易等服务的同时也伴随着一些监管难题的出现。所以，如何及时有效地对这些持有用户图片库的机构进行监管以防止非法图片的传播被越来越多的研究者所关注。
[0003]目前用于检测相似图片的技术是比较成熟的，比较常见的有基于深度学习的图像相似度检测、基于哈希的图像相似度检测以及基于特征提取的图像相似度检测方法。这些技术都有比较广泛的应用，但是仅限于双方图片持有者对于图片的隐私性保护没有特殊要求的场景。对于涉及隐私性和保密性较高的监管场景，不管是存储在被监管平台中的用户私有图片还是监管部门所拥有的保密图片都是隐私数据，在图像检测过程中，双方都应当无法获取对方除了交集图片之外的私有图片。在上述对非法和涉密图片进行监管的场景中，对于监管者而言，他们是持有保密图片库的一方，这类图片用于检测用户所持有的非法图片，因为监管者所持有的源图片库的特殊性，它们均不能被公开或发送给被监管者。而对于被监管者，它们是持有用户私有图片库的一方，这些用户图片包含大量的用户隐私信息，为了避免用户信息的泄露，所以同样不能公开给监管者。因此，仅仅使用上述图像检测技术无法满足所述特定场景下的图像监管要求。
[0004]为了保护参与监管双方数据的隐私性，隐私求交技术因为其能够在不泄露双方数据的情况下实现隐私求交的优势而被引入隐私数据监管机制中。国内外针对隐私交集的研究很多，使用比较广泛的有基于第三方的隐私求交、基于公钥加密的隐私求交、基于不经意传输的隐私求交以及基于布隆过滤器的隐私求交。对于基于第三方实现隐私交集求解方法的优点是很明显的，如专利CN 114884675 A，基于比特传输的多方隐私求交方法、装置、设备及介质中所描述的方法，通过引入第三方实现了对双方持有的隐私数据集进行交集计算，这种方法很容易实现、易于理解，缺点是会将参与隐私求交双方的数据暴露给第三方，当第三方不可信时将导致隐私数据的泄露。对于基于公钥加密的方案，这种方法不需要依赖第三方，但是因为使用了公私钥机制，而公钥计算开销较大，会增加隐私求交的时间复杂度。例如，在公开号为CN 114726611 A，名称为多方隐私集合求交方法、系统和装置的专利中，提出了一种基于加法同态加密的多方隐私求交算法，有效地解决了在隐私求交中支持多个发起方和参与方的问题，但是这种方法需要使用构造公私钥对且需要对数据集进行多轮非对称加密，导致隐私求交的效率低下。与基于公钥加密的方案相比，基于不经意传输的隐私求交方法在计算复杂度方面有较大的改进，如专利CN 113343305 A，隐私数据的交集
计算方法、装置、设备及存储介质中所介绍的基于布谷鸟哈希和不经意传输协议实现隐私数据交集计算的方法，可以一定程度上解决隐私求交效率低的问题。但是，这种方法为提高隐私求交效率，在执行不经意传输协议时需要交换大量的中间数据，所以导致通信量太大。借助于布隆过滤器的过滤功能，与不经意传输技术相结合，基于布隆过滤器的隐私求交方案能够进一步提高隐私求交的效率。但是，因为布隆过滤器的内在缺陷，在构造过滤器时会出现哈希冲突，并且在判断元素是否在集合中时会出现误差率，这些问题导致了隐私求交准确率的下降。在专利CN 114911815A，一种数据库SQL查询方法中，公开了一种基于传统混淆布隆过滤器和不经意传输的隐私求交算法，这种方法利用混淆布隆过滤器加快了隐私求交的效率，但是在构造混淆布隆过滤器时，同一位置可能发生冲突，导致旧元素被覆盖，这会大大降低隐私求交的准确度。
[0005]此外，目前关于一些涉密相关的机构和企业的规模是巨大的，他们拥有不同类型的保密图片，但是这些图片无法安全有效地在监管机构间共享。因此，如何有效地将涉密机构和监管机构纳入到监管体系中以提高监管的效率和质量也是一个亟待解决的问题。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，即基于传统混淆布隆过滤器和不经意传输的隐私求交技术的不足，本专利技术提出了一种基于布谷鸟哈希改进的布隆过滤器，并将其与不经意传输相结合实现了图片数据集的隐私求交。通过将布谷鸟哈希的思想引入布隆过滤器中，使其与传统的基于混淆布隆过滤器的隐私求交方法相比，能够很大程度上提高隐私求交的准确率，并且与基于公钥加密的隐私求交方法相比，隐私交集求解效率更高。
[0007]本专利技术是通过以下技术方案来实现的：
[0008]本专利技术第一方面，一种基于联盟链和隐私交集的图像监管平台，该平台由联盟链、图片拥有者、社交平台运营商、图片存储系统、NFT交易平台、链下存储系统、保密机构以及监管机构八个部分组成；
[0009]所述联盟链为保密机构和监管机构共同维护的一条带有严格访问权限控制的区块链，只限保密机构和监管机构对联盟链中的数据进行读写和发送交易；
[0010]所述图片拥有者为社交平台的普通用户或具有图片作品NFT化需求的用户；
[0011]所述社交平台运营商用于运营线上社交平台，为用户提供个人图片发送、分享的社交服务；从图片存储系统中获取用户分享的社交图片，然后根据图像指纹计算方法计算得到对应图片的指纹；
[0012]所述图片存储系统为云存储系统或者离线分布式存储系统，用于存储用户上传的个人社交图片；
[0013]所述NFT交易平台用于为用户提供NFT交易服务，接收用户上传的待上链的图片资产，并存储于链下存储系统；从链下存储系统中获取到用户上传的图片，然后根据图像指纹计算方法计算得到对应图片的指纹；
[0014]所述链下存储系统为去中心化存储系统，用于存储NFT上链前的用户原始图像数据；所述去中心化存储系统使用的是星际文件系统IPFS，通过将用户原始图像数据去中心化分散存储在不同存储节点上；
[0015]所述保密机构为拥有禁止公开的源图片库的机构，该机构根据图像指纹计算方法
对自身所拥有的保密图片计算指纹，然后上传到联盟链中，使得图片的指纹与联盟链上的其他机构所共享，但是不披露图片指纹所对应的原图像，且链上数据的不可篡改；
[0016]所述监管机构为若干个监管机构，用于监管用户上传到NFT交易平台和社交平台运营商中的个人图像合法性；从联盟链上读取保密机构上传的图片指纹，图片指纹来自同一个保密机构或来自联盟链上不同保密机构所上传的；对NFT交易平台以及社交平台运营商进行监管；
[0017]所述图片拥有者将图片上传到所述社交平台运营商或者NFT交易平台；所述社交平台运营商将用户上传的图片存储于分布式的图片存储系统中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于联盟链和隐私交集的图像监管平台，其特征在于，该平台由联盟链、图片拥有者、社交平台运营商、图片存储系统、NFT交易平台、链下存储系统、保密机构以及监管机构八个部分组成；所述联盟链为保密机构和监管机构共同维护的一条带有严格访问权限控制的区块链，只限保密机构和监管机构对联盟链中的数据进行读写和发送交易；所述图片拥有者为社交平台的普通用户或具有图片作品NFT化需求的用户；所述社交平台运营商用于运营线上社交平台，为用户提供个人图片发送、分享的社交服务；从图片存储系统中获取用户分享的社交图片，然后根据图像指纹计算方法计算得到对应图片的指纹；所述图片存储系统为云存储系统或者离线分布式存储系统，用于存储用户上传的个人社交图片；所述NFT交易平台用于为用户提供NFT交易服务，接收用户上传的待上链的图片资产，并存储于链下存储系统；从链下存储系统中获取到用户上传的图片，然后根据图像指纹计算方法计算得到对应图片的指纹；所述链下存储系统为去中心化存储系统，用于存储NFT上链前的用户原始图像数据；所述去中心化存储系统使用的是星际文件系统IPFS，通过将用户原始图像数据去中心化分散存储在不同存储节点上；所述保密机构为拥有禁止公开的源图片库的机构，该机构根据图像指纹计算方法对自身所拥有的保密图片计算指纹，然后上传到联盟链中，使得图片的指纹与联盟链上的其他机构所共享，但是不披露图片指纹所对应的原图像，且链上数据的不可篡改；所述监管机构为若干个监管机构，用于监管用户上传到NFT交易平台和社交平台运营商中的个人图像合法性；从联盟链上读取保密机构上传的图片指纹，图片指纹来自同一个保密机构或来自联盟链上不同保密机构所上传的；对NFT交易平台以及社交平台运营商进行监管；所述图片拥有者将图片上传到所述社交平台运营商或者NFT交易平台；所述社交平台运营商将用户上传的图片存储于分布式的图片存储系统中，所述NFT交易平台将用户上传的待上链的图片存储于所述链下存储系统中；所述保密机构计算所持有的保密图片库中的所有图片的指纹，并将这些图片指纹上传到联盟链中；所述社交平台运营商或NFT交易平台作为被监管者，所述监管机构作为监管者，两者进行一轮相互通信来协商隐私求交的相关参数；所述被监管者从图片存储系统和链下存储系统中批量获取用户上传的图片，计算这些图片的指纹后构造基于布谷鸟哈希的混淆布隆过滤器；所述监管机构从联盟链中获取所述各保密机构上传的保密图片的指纹数据集，并根据这些指纹数据构造普通过滤器；参与监管的双方根据各自所持有的布隆过滤器执行不经意传输协议，监管者根据不经意传输的结果来判断被监管者是否持有用户上传的非法图片。2.根据权利要求1所述的一种基于联盟链和隐私交集的图像监管平台，其特征在于，所述图像指纹计算方法为感知哈希算法、差分哈希算法、平均哈希算法和小波哈希算法的任意一种；优选平均哈希算法；所述平均哈希算法具体为：首先将彩色图像灰度化，使用滤波器对图像执行降噪处理，以及使用离散小波变换技术对图像进行变换处理，得低于阈值频率的图像，最后根据得到
的低于阈值频率的图像，将其缩小为16
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16尺寸后计算低于阈值频率的图像的平均像素灰度，接着将每个像素与平均值进行对比，小于平均值记为0，否则记为1；得到原始图像的256位指纹；所述阈值频率范围为20～30Hz；所述滤波器为高斯滤波器。3.根据权利要求2所述的一种基于联盟链和隐私交集的图像监管平台，其特征在于，所述将彩色图像灰度化，是利用分量法、最大值法、平均值法或加权平均法任意一种进行实现的。4.一种基于隐私求交和区块链的图像监管方法，是基于一种基于联盟链和隐私交集的图像监管平台实现，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)参与监督的双方协商共享密钥，对隐私求交的相关参数使用共享密钥进行加密后传输给对方；(2)参与监管的各方根据解密后的参数使用所拥有的图片指纹数据构造各自的布隆过滤器；具体地，其被监管者即社交平台运营商以及NFT交易平台构造基于布谷鸟哈希的混淆布隆过滤器，而监管机构则构造普通的布隆过滤器；(3)参与监管双方执行不经意传输协议，被监管者对基于布谷鸟哈希的混淆布隆过滤器中的每一位都构造出一个元素对，并将该元素对发送给监管机构，监管机构根据所拥有的普通布隆过滤器选择元素对中的某个元素并将其放入新的混淆布隆过滤器；(4)监管机构根据新的混淆布隆过滤器计算所拥有的保密图片库与被监管者的用户图片库之间的交集，从而判断被监管者是否拥有非法图片。5.根据权利要求4所述的一种基于隐私求交和区块链的图像监管方法，其特征在于，所述步骤(2)构造基于布谷鸟哈希的混淆布隆过滤器，具体包括如下子步骤：(2.1)首先生成原始指纹的k个子指纹，并根据k个哈希函数计算分别得到图片原始指纹的k个子指纹在混淆布隆过滤器中的对应位置；(2.2)紧接着，根据所述k个位置，分别将k个子指纹放入混淆布隆过滤器中的对应位置；所述某张图片的k个子指纹fp
j
与图片的原始指纹fp的关系为：与图片的原始指纹fp的关系为：(2.3)若子指纹待放置的位置为空，则直接将子指纹fp
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放入混淆布隆过滤器的对应位置；(2.4)若子指纹待放置的位置已有元素，则先将子指纹放置在该位置，同时依次使用m个布谷鸟哈希函数CH
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为之前在该位置的元素定位混淆布隆过滤器中的新的空位置；在使用布谷鸟哈希...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹可挺，郭观辉，陈晓丰，孙夏恩，方昳雯，马振军，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：