一种基于区块链的数据共享和隐私求交方法及装置

本发明属于区块链、隐私计算，尤其涉及一种基于区块链的数据共享和隐私求交方法及装置。

背景技术：

1、在当今数字化时代，数据成为了企业和组织运营的核心资产之一。数据的价值在于其能够提供对业务运营、市场趋势、客户需求等方面的深入洞察。如何确保数据安全流通，实现数据高效共享和数据价值挖掘，是数据要素价值激发的重要难题之一。区块链技术通过其去中心化、透明性、智能合约和加密等特性，为数据共享提供了安全、高效和可信的基础，促进了数据共享在各个领域的广泛应用和发展。

2、而隐私计算通过加密、匿名化和安全计算等技术手段，在保护数据隐私的同时，实现了数据共享和合作，提升了数据的可用性和价值挖掘潜力，同时保护了商业机密，为数据驱动的业务提供了安全可靠的基础。隐私求交是隐私计算领域中一种常用的技术，隐私求交允许持有各自隐私数据集的多方计算他们数据的交集，同时不泄露任何交集以外的信息。传统的隐私求交技术需要进行大量的全库计算，需要用到的空间和时间成本都非常高，很难满足一些对时间和空间效率有要求的场景。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明要解决的问题是如何实现高效的数据共享，和如何提高获得共享数据后的隐私计算效率，为了解决该问题，本发明提供了一种基于区块链的数据共享和隐私求交方法，包括如下步骤：

2、(1)建立数据共享和隐私求交区块链系统，所述数据共享和隐私求交区块链系统是由若干数据共享节点共同构成两条区块链，分别为数据信息链和布谷鸟过滤器存证链；

3、(2)数据持有方提取存储在本地的数据的描述性信息，提取的信息内容并不包括数据持有方持有的数据本身，数据持有方将提取的数据描述性信息通过共识机制上传到数据信息链；

4、(3)数据请求方通过数据信息链提供的智能合约进行条件搜索，获取到筛选后的数据信息；

5、(4)数据请求方根据数据信息链的搜索结果，确认所需的数据以及该数据的持有方，向数据持有方发起数据共享请求；

6、(5)数据持有方若同意共享数据，则与数据请求方进入隐私求交模块，基于diffie-hellman密钥交换的隐私求交；

7、(6)隐私求交模块将隐私求交的结果集合返回给数据持有方和数据请求方，流程结束。

8、具体地，所述步骤(1)中数据信息链为本链将存储各个数据共享节点上传的数据描述性信息，并提供智能合约实现搜索功能供数据共享节点所调用；所述布谷鸟过滤器存证链为本链将存储数据持有方上传的布谷鸟过滤器，并提供智能合约实现下载功能供数据请求方所调用。

9、具体地，所述步骤(2)中描述性信息，其内容主要包括：数据的持有方、数据的标题、数据的哈希、数据的格式和数据的说明；

10、进一步地，所述步骤(5)具体包括如下子步骤：

11、(5.1)数据持有方在本地生成布谷鸟过滤器，将持有的数据依次插入到布谷鸟过滤器中，插入完成后将此布谷鸟过滤器上传到布谷鸟过滤器存证链；

12、(5.2)数据请求方通过智能合约从布谷鸟过滤器存证链获取到数据持有方上传的布谷鸟过滤器，将自己的数据通过布谷鸟过滤器进行筛选，得到初筛的数据集合；

13、(5.3)对数据持有方的数据集合和数据请求方经过初筛的数据集合进行基于diffie-hellman密钥交换的隐私求交算法，在不暴露双方其余数据的情况下返回双方数据集合的交集。

14、进一步地，所述步骤(5.3)具体包括如下子步骤：

15、(5.3.1)假设数据持有方的数据集合为x＝{x1,x2,…,xm}，数据持有方需要生成随机密钥a，假设数据请求方的数据集合为y＝{y1,y2,…,yn}，数据请求方需要生成随机密钥b；

16、(5.3.2)数据持有方对数据集合内的每一个数据元素xi进行哈希操作h，再基于生成的随机密钥a对其加密，得到密文s1＝h(x1)a,h(x2)a,…,h(xm)a，数据持有方将密文s1发送给数据请求方；

17、(5.3.3)数据请求方对数据集合内的每一个数据元素yi进行哈希操作h，再基于生成的随机密钥b对其加密，得到密文s2＝h(y1)b,h(y2)b,…,h(yn)b；同时，数据请求方收到来自数据持有方发送的密文s1，数据请求方对s1进行加密得到s1′＝h(x1)ab,h(x2)ab,…,h(xm)ab，数据请求方将密文s2和s1′发送给数据持有方；

18、(5.4)数据持有方收到数据请求方发送的密文s2和s1′，对s2进行加密得到s2′＝h(y1)ba,h(y2)ba,…,h(yn)ba；

19、(5.3.5)数据持有方对比s1′和s2′，即对比其中各自的元素h(xi)ab和元h(yj)ba，两者中一致的数据即为两者的交集数据s，s＝s1′∩s2′，其中∩表示集合求交操作。

20、具体地，所述步骤(5)中的基于diffie-hellman密钥交换的隐私求交算法能够替换为基于简单哈希的隐私求交算法、基于非对称加密的隐私求交算法或基于伪随机函数的隐私求交算法中的任意一种。

21、本发明还提供了一种基于区块链的数据共享和隐私求交装置，包括以下模块：

22、建立系统模块：建立数据共享和隐私求交区块链系统，所述数据共享和隐私求交区块链系统是由若干数据共享节点共同构成两条区块链，分别为数据信息链和布谷鸟过滤器存证链；

23、提取信息模块：数据持有方提取存储在本地的数据的描述性信息，提取的信息内容并不包括数据持有方持有的数据本身，数据持有方将提取的数据描述性信息通过共识机制上传到数据信息链；

24、搜索筛选模块：数据请求方通过数据信息链提供的智能合约进行条件搜索，获取到筛选后的数据信息；

25、共享请求模块：数据请求方根据数据信息链的搜索结果，确认所需的数据以及该数据的持有方，向数据持有方发起数据共享请求；

26、隐私求交模块：数据持有方若同意共享数据，则与数据请求方进入隐私求交模块，基于diffie-hellman密钥交换的隐私求交；

27、结束模块：隐私求交模块将隐私求交的结果集合返回给数据持有方和数据请求方，流程结束。

28、本发明又提供了一种电子设备，包括：

29、一个或多个处理器；

30、存储器，用于存储一个或多个程序；

31、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现所述的基于区块链的数据共享和隐私求交方法。

32、以及一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，该指令被处理器执行时实现所述基于区块链的数据共享和隐私求交方法的步骤。

33、本发明的有益效果如下：

34、本发明基于去中心化的区块链技术，仅存储数据的描述性信息，解决了传统基于区块链存储信息中存储空间不足的问题。另外避免了使用中心化的数据共享机构，通过区块链的智能合约技术，大大提升了数据共享的效率，同时也降低了数据泄漏的威胁。使用了布谷鸟过滤器，在保证数据隐私性的前提下，对数据集合进行一次极高效率的初筛，提前过滤掉一部分不在交集内的数据，有效减小了隐私求交算法的传输内容，提高了隐私求交的时间和空间效率。