[论文解读] SEPAR: A Privacy-Preserving Blockchain-based System for Regulating Multi-Platform Crowdworking Environments.

Mohammad Javad Amiri, Joris Duguépéroux+3 more|arXiv (Cornell University)|May 3, 2020

Blockchain Technology Applications and Security参考文献 5被引用 4

一句话总结

SEPAR 是一种隐私保护的、基于区块链的多平台众包系统，通过轻量级匿名代币和许可区块链，在跨分布式平台的环境中强制执行全球性法规（如工作时长限制）。它通过形式化安全保证，防范隐蔽攻击者，实现高效率和可扩展性，得益于定制的分布式共识协议。

ABSTRACT

Despite recent intensive research, existing crowdworking systems do not adequately address all the requirements of a real-world crowdworking environment. First, crowdworking platforms need to integrate within society and in particular to interface with legal and social institutions. Global regulations must be enforced, such as minimal and maximal work hours that participants can spend on crowdworking platforms. Second, crowdworking platforms are naturally distributed and need to collaborate with each other to process complex tasks, resulting in the rise of multi-platform crowdworking systems. Moreover, while collaborating to enforce global regulations or while processing complex tasks that require the transparent sharing of information about the tasks, the system needs to preserve the privacy of all participants. In this paper, we present SEPAR, a multi-platform crowdworking system that enforces global constraints on distributed independent entities. In SEPAR, Privacy is ensured using lightweight and anonymous tokens, while transparency is achieved using a permissioned blockchain shared across multiple platforms. To support fault tolerance and support collaboration among platforms, SEPAR provides a suite of distributed consensus protocols. The privacy guarantees of SEPAR against covert adversaries are formalized and thoroughly demonstrated, and the experiments reveal the efficiency of SEPAR in terms of performance and scalability.

研究动机与目标

• 解决众包平台与法律/社会机构之间缺乏整合的问题，特别是在强制执行全球性法规（如工作时长限制）方面。
• 实现分布式、独立的众包平台之间的安全协作，以处理复杂、多平台的任务。
• 在多平台环境中共享信息和实施监管时，保护参与者的隐私。
• 设计一个支持跨平台容错和互操作性的系统，同时保持透明度和合规性。

提出的方法

• 使用轻量级匿名代币在保护参与者身份的同时，验证其是否符合全球约束（如工作时长）的合规性。
• 在多个平台之间共享许可区块链，以确保监管执行和任务处理的透明性与不可篡改性。
• 设计一整套分布式共识协议，以在独立平台协作执行任务时实现容错和协调。
• 通过密码学推理形式化隐私保证，以应对隐蔽攻击者，确保在对抗性条件下的强安全属性。
• 将区块链与基于代币的访问控制集成，将隐私保护的身份与合规操作绑定。
• 通过轻量级密码学操作和针对众包工作负载优化的高效共识机制，提升系统性能和可扩展性。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何在去中心化、独立的众包平台之间强制执行全球性法规（如工作时长限制）？
• RQ2 哪些机制可在确保多平台透明协作的同时，保障参与者隐私？
• RQ3 在具有共享监管执行的多平台众包环境中，如何实现容错性和系统弹性？
• RQ4 在现实众包场景中，基于区块链的匿名代币系统在性能与可扩展性之间存在何种权衡？

主要发现

• SEPAR 成功利用共享许可区块链，在多个独立的众包平台之间强制执行最大工作时长等全球性约束。
• 通过使用匿名代币和密码学验证，系统对隐蔽攻击者提供了形式化隐私保证。
• 实验评估证实 SEPAR 在性能和可扩展性方面具有高效性，适合现实世界部署。
• 分布式共识协议的集成实现了平台间的容错和可靠协作，同时不损害隐私。
• 轻量级代币的使用降低了系统开销，同时保持了强大的隐私和合规性保障。
• SEPAR 展示了在具有监管要求的复杂多平台众包生态系统中部署的可行性与实用性。