基于安全多方计算技术的隐私保护打分系统设计

谭尚之，马敏耀，金朝会，黄菊香，胡元锐，陈 进

（1.贵州师范学院 数学与大数据学院，贵州 贵阳 550018；2.贵州师范学院 互联网+创新创业训练中心，贵州 贵阳 550018）

0 引言

现有的多人评分场景中，相当一部分的场景还未采取电子化评分系统。在使用电子化评分系统的场景中，大多都是将评委的评分汇总给服务端，再由服务端计算出最终得分后进行公布。不论哪种方式，评委的评分情况都是公开的，这可能会给评委本人带来声誉、人际关系、甚至安全威胁等负面影响。市场上还未见到既能保证评分结果正确性，又能保护评分人数据隐私的多人评分系统。随着科学技术的发展，大数据和智能化时代的到来，人们对安全性和科技性的要求也越来越高。本文基于此设计了隐私保护打分系统[1]。

1 系统设计

1.1 系统总体设计

生活中，需要多人对某一对象（人/事/物）进行评分的情况十分常见，例如各类评审、竞选、竞赛、评标等活动中，都常常需要多人对某一对象进行评分[2]。在现有的多人评分模型（见图1）中，评委各自进行评分后，再将所有评委的评分进行汇总后算出最终得分（如总分或平均分）[3]。现有的网络打分系统基本都是将评委的评分汇总给服务器，再由服务器计算出最终得分后进行公布。

图1 现有的评分系统模型

在现有的多人评分模型中，每个评委的评分情况都是公开的，这可能会给评委本人带来声誉、人际关系、甚至安全威胁等负面的影响[4]。因此，本项目提出隐私保护多人评分模型，与现有的评分模式相比，该模型具有两个典型的主要特性：（1）每个选手的最终得分确实是由每个评委所给的评分计算而得到的（正确性）；（2）每个评委所给的评分，除了他自己之外，其他任何人（包括其他评委、评分组织方、网络服务器以及能够切图通信线路的攻击者等）都不知道（隐私性）。

隐私保护多人评分系统模型如图2所示，在该模型下，多个评委输入自己所给的评分后，系统自动执行一个隐私保护的多方计算协议，最终计算出评委的得分，既保证了评分的正确性，又保护了每个评分人的隐私。本项目拟设计和开发一个软硬件兼容的隐私保护多人评分系统，解决现有多人评分系统所存在的隐私暴露问题，具有较强的现实意义。

图2 本系统评分系统模型

1.2 系统软件设计

系统软件设计的主要流程如下。

第一步：用户进行客户端登录，服务器开启服务。

第二步：服务器发起评分。

第三步：客户端评分，数据拆分，由服务器转发给各个客户端，进行评分计算。

第四步：当每个客户端都收到一次由各个客户端发送的评分数据，进行数据的解密整合为一个打分数据，发送给服务器。

第五步：服务器收到各个客户端发送的评分后，进行解密计算求出平均分然后显示。

软硬件兼容的隐私保护评分系统软件设计流程如图3所示。

图3 系统软件设计流程

2 测试数据

假设有3个用户评分，对他们评分数据进行统计，发现评分系统软件测试收集的数据符合实际测试数据，如表1所示，说明本评分系统具有稳定性和可靠性，可以广泛使用。

表1 测试数据

3 结语

本文设计了一种隐私保护系统，综合应用了隐私保护加密算法和单片机有关技术，弥补现有的多人评分模型中评分人隐私暴露的缺陷，从而催生出一种新的多人评分模型，为现有的多人评分模型带来创新发展。