一种基于区块链的数据众包系统及方法

本发明属于数据区块链，具体地说，涉及一种基于区块链的数据众包系统及方法。

背景技术：

1、众包可以定义为是用户通过智能手机等智能设备参与收集信息的过程。通常一个典型的数据众包系统通常由三组角色组成：任务发布者、工作者和众包平台。任务发布者在平台发布任务，描述数据需求，一组对这项任务感兴趣的工作者竞争投标并向众包平台提交解决方案，然后任务发布者将选择合适的解决方案或者工作者，并向相应的工作者发放奖励。然而，传统的众包模型存在许多问题，仍受制于传统的基于集中式信任的模式的弱点，这带来了一些不可避免的挑战。在任务完成的过程中，任务发布者通常通过中央平台发布任务，中央平台选择工作人员，工作者在完成任务后将结果提交给平台，平台在分析数据后确定奖励的分配，并将最终结果发送给任务发布者。由于没有完全可信的中央平台，中央平台可能会欺骗用户。此外，平台的可靠性无法得到保证，传统的众包系统容易受到ddos攻击、远程劫持和恶意攻击，这使得服务不可用，进而损害用户的利益。与此同时，为了实现不同场景下的数据众包，还存在一些不容忽视的问题，其中任务数据质量的差异尤为显著。

2、例如，专利公开号为cn109445948a，名称为一种基于智能合约的数据标注众包平台系统及众包数据标注方法，提出了采用数据标注，标注者包括人工标注、及其算法标注，此类方法很难有效判定工作者的劳动成果，也不能提供一种公正的环境。

3、目前的很多众包系统为了衡量数据的质量，引入了验证者对数据质量进行验证，然而验证者的诚实性无法得到保证，即验证者可能会和任务发布者或工作者合谋，这将导致工作者的利益遭受损害。例如，专利公开号为cn112862303a，名称为一种基于区块链的众包质量评估的系统及方法，提出了针对工作者质量的评估方法，但是目前的众包平台监管并不完善，当发布者与验证者易产生合作，进而损害工作者的利益，影响工作者的任务质量。

4、故本技术想要解决的是，如何构建至少针对发布者、工作者、验证者三方都公平公正的系统，进一步解决的是，如何维护发布者的利益、如何提高工作者的任务质量以及如何激励验证者提交诚实的评价报告。

技术实现思路

1、发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于区块链的数据众包系统及方法，在本发明者，通过智能合约分别构建发布者与验证者、发布者与工作者之间的合作机制，两者互相独立；通过构建信誉模块，至少记录验证者、工作者的信誉，并在每一次任务结束后，更新验证者、发布者的信誉值，激励验证者、工作者的工作质量；与之同时，将信誉模块纳入众包系统，并基于信誉模块筛选验证者、工作者，构建一个公平公正且质量高的众包系统。

2、技术方案：一种基于区块链的数据众包系统，包括：

3、发布者，所述发布者发布任务信息；

4、工作者，接收所述任务信息，完成对应的任务内容，给出任务结果；

5、存储单元，用于存储所述任务结果；

6、验证者，所述验证者从存储单元提取对应的任务结果，并对其进行判定，给出质量评价；

7、包括：

8、信誉模块，所述信誉模块至少包括对工作者进行信誉评级的工作信誉单元、以及对验证者进行信誉评级的验证信誉单元；

9、智能合约，基于所述工作信誉单元，建立任务发布者与工作者之间的雇佣模块；以及基于验证信誉单元，建立任务发布者与验证者之间的代理模块；

10、所述智能合约用于保护雇佣模块、代理模块的安全，并分别实现雇佣模块、代理模块的独立运行。

11、进一步地，所述工作信誉单元构建信誉规则模型，对工作者进行信誉评级的更新；

12、所述验证信誉单元构建博弈规则模型，对验证者进行真实性激励，使其提交真实的质量评价。

13、一种众包方法，基于上述任意一项所述的一种基于区块链的数据众包系统，包括以下步骤：

14、s1，建立交易任务：发布者在众包系统上发布当前任务信息，所述当前任务信息至少包括任务内容、任务要求以及报酬；

15、s2，与工作者交互：所述众包系统对当前任务信息进行广播，工作者收到当前任务信息，通过雇佣模块进行投标；

16、s3，选择工作者：基于所述工作信誉单元提供的信誉评级，所述雇佣模块选择对应的工作者作为中标者，并进行通知；

17、s4，执行任务：所述中标者执行当前任务，并提交任务成果；

18、s5，与工作者交互并选择验证者：验证者收到当前任务信息，通过代理模块进行投标，基于验证信誉单元提供的信誉评级，所述代理模块选择对应的验证者作为裁定员；

19、s6，验证者提交质量评价：裁定员获取所述任务成果，并对其进行裁定，给出质量评价并提交众包系统；

20、s7，分发报酬：将对应的金额分别发放至裁判员、中标者；

21、s8，工作信誉单元更新中标者的信誉评级，验证信誉单元更新验证者的信誉评级。

22、进一步地，步骤s1中，在建立交易任务时，对任务要求、工作者的信誉要求、验证者的信誉要求进行数学描述，步骤如下：

23、s11，对任务要求的进行数学模型描述，模型表达式如下：

24、ret＝{q，∈，τbid，τexec}

25、q＝{q1，q2，...，ql}

26、∈＝{∈1，∈2，...，∈l}

27、其中ret表示任务信息，q为发布者对工作者的信誉要求，l表示数量，q表示对工作者的信誉的最低要求，∈表示的是所有中标的工作者的信誉值加起来要满足的要求，τbid表示投标截止时间，τexec表示任务的截止时间；

28、s12，对工作者的信誉要求进行数学模型描述，模型表达式为：

29、

30、ri表示工作者的信誉值，r表示对应信誉维度的值，l、i分别表示第l个信誉维度、第i位工作者；

31、s13，对验证者的信誉要求进行数学模型描述，模型表达式为：

32、

33、为验证者的初始值，hk表示第k为验证者的信誉初始值。

34、进一步地，所述步骤s2中的雇佣模块的工作步骤如下：

35、s31、使用工作者集合，s{s1，s2，…，sn}表示n个参与任务投标的工作者的集合，工作者si的投标表示为βi，中标工作者集合表示为中标工作者的付款p＝{pi|wi∈w}；

36、s32、使用函数表示所有的中标者对信誉维度j贡献的总体信誉值，的表达式如下：

37、

38、其中，rij表示中标者i信誉维度j的信誉值；

39、s33、参与任务投标的工作者si的投标βi作为其成本，ci＝βi，ci为第i为参与任务投标的工作者的理论成本，构建成本最小函数：

40、

41、

42、

43、

44、s33、构建信誉贡献函数g(w)，g(w)表示信誉要求q、任务总的信誉要求∈约束下，当前中标作者的信誉之和，g(w)的表达式如下：

45、

46、基于信誉贡献函数g(w)，构建边际信誉贡献vi(w)，边际信誉贡献υi(w)表示工作者si，si∈s，可以贡献的边际信誉值，边际信誉贡献υi(w)的表达式如下：

47、υi(w)＝g(w∪{si})-g(w)

48、基于边际信誉贡献υi(w)，引入选择算法，筛选满足信誉约束的工作者；

49、s34、计算每个中标者的付款。

50、进一步地，所述步骤s33中选择算法的筛选过程，包括以下步骤：

51、s331，构建空集合w，引入最大权重，最大权重表达式如下：

52、

53、当选择算法停止筛选；

54、s332，确认中标者，更新步骤s331集合w中的中标者，进行步骤s34。

55、进一步地，所述步骤s34中计算每个中标者的付款的过程，包括以下步骤：

56、s341、标注每个投标为βi的中标者得到的付款为pi；β-i代表除了投标为βi的其他所有投标集合；

57、s342、引入贪心算法得到中标者集合w’；当参与任务投标的工作者在k轮被选择，满足以下公式：

58、

59、得到投标为βi在第k轮的临界付款

60、

61、得到中标者si的临界付款是最大的临界值为：

62、

63、进一步地，所述步骤s6中验证信誉单元的工作流程如下：

64、s61，建立被选中的验证者集合v；

65、v＝(υ1，υ2，...，υi)

66、对验证者提交的质量评价进行数据离散化，t＝1,2…t；

67、s62，至少获取其中一个表示中标者wi，得到中标者wi评价维度j得分为t的先验概率满足：

68、

69、引入v*来表示参与评估任务结果的验证者的集合，|v*|≥3；

70、使用来表示任意验证者vk∈v*信号到的随机信号，φ＝{δ1，δ2，...，δt}来表示所有任务结果质量维度的所有的信号集合；

71、构建信号分布函数：

72、

73、其中，所有的δc∈φ，fi，j(δc|t)＞0；

74、s63，将δc，都归一化到区间[0，1]，将对数打分规则应用于对等预测，获得打分函数：

75、

76、s64，为每个验证者分配一个参考验证者w(k)；引入信誉奖励规则：

77、

78、验证者选择提交报告来最大化期望的信誉收益为：

79、

80、每个验证者的信誉收益为：

81、

82、通过与参考验证者对比，激励验证者提交真实性质量评价。

83、进一步地，所述步骤s8中工作信誉单元更新中标者的信誉评级的步骤包括：

84、s81，使用表示第k位验证者对中标工作者wi信誉维度j的评分；

85、s82，当所有的验证者提交了质量评价后，更新工作者的信誉值，更新模型为：

86、

87、进一步地，所述s5中代理模块的选择验证者的步骤为：

88、s51，每个候选验证者uk都有一个针对本次评价任务私人的真实成本ck，候选验证者uk提交投标bk，所有中标工作者付款之和的a％确定为预算b；

89、s52，定义验证者uk被选中时，xk＝1，否则xk＝0；满足以下成本函数：

90、

91、pk为对验证者vk的付款；

92、s53，每个候选验证者得到的付款不应该少于他的成本，即

93、pk≥xkpk

94、对于每个候选验证者uk，他的效用uk定义为：

95、uk＝xk(pk-ck)

96、

97、有益效果：

98、1、本发明提出了一种基于区块链和信誉系统的数据众包系统，将区块链的思想融入到众包中，实现了众包的分散化，避免了中央平台带来的问题，分别实现发布者与工作者、发布者与验证者之间的独立运行。

99、2、本发明引入验证者负责评价工作者提交的数据质量，并在此基础上构建针对区块链中工作者的信誉系统，进一步提出了基于信誉和反向拍卖的工作者选择算法激励工作者提交高质量的数据。

100、3、为了解决验证者提交不诚实的评价破坏信誉系统的真实性，本发明使用对等预测和对数打分规则衡量验证者报告的诚实性，并在此基础上设计了针对验证者的信誉系统，进一步提出了基于信誉的验证者选择机制激励验证者提交诚实的评价报告。