空间众包中的安全任务分配研究

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随着移动电子设备以及移动互联网的蓬勃发展,空间众包作为一种新型的分布式问题解决方案引起了学术界和工业界的广泛关注。空间众包主要是用于完成一些基于位置的众包任务,在完成任务的过程中,工人需要前往任务的位置才可以完成该任务,同时也需要上传自己的隐私信息到空间众包平台来完成任务分配。然而,目前主流的研究都集中在任务分配的效率以及质量上,忽视了由于不可信的空间众包平台以及恶意的外部攻击者带来的任务分配中的隐私泄露问题。为此,本文首先研究了时间优先的安全任务分配问题,并在此基础上进一步研究了技能匹配的安全任务分配问题。在时间优先的安全任务分配研究中,为了实现对工人和任务的双向隐私保护,本文设计了基于部分同态加密的安全任务分配协议。在任务分配策略上,本文采取了时间优先的分配策略取代了传统的距离优先的分配策略。然而时间优先的分配策略会带来基于密文的除法操作这一难题。为此,本文提出了一个安全高效的算法来避免密文上的除法操作。在协议的性能上,本文也设计了并行计算的策略来减少由于同态加密带来的大量计算开销。最后本文从理论上证明了协议的安全性,分析了协议的性能,也通过对比实验验证了该协议的可行性以及计算开销的可接受性。在技能匹配的安全任务分配研究中,为了更符合实际的空间众包场景,本文引入了工人和任务的技能属性。在隐私保护方面,本文扩充了时间优先的安全任务分配协议,使其能够很好的保护工人和任务的技能隐私。基于此安全任务分配协议,本文提出了一个多任务多工人的任务分配问题,并证明了该问题是一个NP难问题。接着本文提出了一个基于贪心的任务分配算法,并分析其复杂性。最后本文从理论上对该协议的安全与性能进行分析,并通过对比实验验证了该协议计算开销的可接受性与算法的有效性。
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