一种基于区块链的在线广告点击欺诈监测和预防方法与流程

技术特征：
1.一种基于区块链的在线广告点击欺诈监测和预防方法，其特征在于包括身份管理机关、用户、广告网络、广告发布者、广告主、实体身份区块链和访问行为区块链七个组件，各个组件交互步骤如下：步骤1、系统初始化；对身份管理机关、实体身份区块链、用户、广告发布者和广告主分别初始化，生成系统所需参数；步骤2、用户、广告发布者和广告主分别向身份管理机关注册；获取各自的身份标识和身份许可用以证明自己的真实性和合法性；其中，用户还在此过程后获得其身份相关信息的签名，广告发布者还获得其身份相关的属性信息；一定周期后，身份管理机关向实体身份区块链写入实体注册结果，将用户、广告发布者和广告主的身份标识信息以交易的形式存储到实体身份区块链中；步骤3、广告发布；3
‑
1、广告发布者发布在线广告：用户在访问广告网络时，需要向广告网络中的站点发送加密的用户身份信息，随后站点将该信息转发给各个广告发布者；根据该信息，广告发布者们参与站点的广告竞价过程，进而由站点将竞价成功的在线广告发布在其管理的广告网络中；一定周期后，广告网络中的站点向访问行为区块链写入广告发布结果：将此次广告标识、加密的竞价费用、站点标识和广告发布者标识信息以交易的形式存储到访问行为区块链中；3
‑
2、用户点击在线广告：用户将在广告网络中点击其感兴趣的广告，用户嵌入其身份许可产生广告点击信息，将广告点击信息发送给站点，站点将该信息转发给此广告的广告发布者；一定周期后，广告网络中的站点向访问行为区块链写入广告转发结果：将此次广告、用户的广告点击信息、站点标识和广告发布者标识信息做hash处理，随后将hash结果以交易的形式存储到访问行为区块链中；步骤4、点击欺诈监测和预防；4
‑
1、广告发布者监测和预防点击欺诈：广告发布者使用自己的私钥解密广告点击信息，然后结合自己的身份许可和点击信息中身份许可进行验证，以完成恶意点击欺诈的监测和预防；4
‑
2、广告主监测和预防点击欺诈：广告主从广告发布者处获得广告点击信息中部分不可变参数，用自己的私钥解密此部分参数，然后结合自己的身份许可与解密结果中的身份许可进行验证，以完成恶意点击欺诈的监测和预防；4
‑
3、站点监测和预防点击欺诈：广告网络中站点监测和预防点击欺诈；站点从广告发布者处获得点击信息的广告发布者的私钥解密结果，使用广告发布者的公钥对解密结果进行加密，随后与访问行为区块链中的广告转发结果进行比对，以完成恶意点击欺诈的监测和预防。2.根据权利要求1所述的基于区块链的在线广告点击欺诈监测和预防方法，其特征在于步骤1所述的系统初始化是身份管理机关和实体身份区块链eib初始化，为系统实体注册提供参数；用户、广告发布者和广告主初始化，为其注册提供公私钥对，具体实现如下：1
‑
1.身份管理机关初始化：身份管理机关ima首先生成自已的公私钥pk
ima
/sk
ima
，在系统中公开公钥pk
ima
；ima根据广告发布者pub代理的广告类型定义属性集s＝{{pub}，{hat∪clouthes∪pants∪shoes∪food∪...}}；其中hat、clouthes、pants、shoes、food均为属性
标签；1
‑
2.实体身份区块链eib为所有的用户u
i
、广告发布者pub和广告主ade初始化系统公共参数pp，具体实现如下：eib选定一个大素数p，一条椭圆曲线e
p
(a，b)和一个n阶有限域e
p
下的基点p；接着ima选择一个生成元为g的双线性群g和两个随机数计算如下参数：h＝g
β
，f＝g
1/β
，l＝e(g，g)
α
，mk＝(β，g
α
)，并形成公共参数pp：pp＝<e
p
(a，b)，p，g，g，h，e，f，l，mk>其中e为双线性映射函数——weil配对算法；当ima加入eib网络时，eib将此公共参数pp发给ima；最后，eib产生一个共享密钥x，并使用shamir(t，n)门限秘密共享算法将x分为多个子秘密分发给每个ima；1
‑
3.用户u
i
、广告发布者pub和广告主ade各自生成其公私钥，分别记作pk
u
/sk
u
，pk
pub
/sk
pub
和pk
ade
/sk
ade
。3.根据权利要求1所述的基于区块链的在线广告点击欺诈监测和预防方法，其特征在于用户u
i
、广告发布者pub和广告主ade均事先向身份管理机关ima注册并获得身份标识和身份许可后方可进行下一步，其中u
i
还获得其身份相关信息的签名，广告发布者pub还获得其身份相关的属性信息，具体实现如下：2
‑
1.用户u
i
向ima注册；第一步：ima收集到用户u
i
的指纹，对指纹进行数字化处理得到对应的数字化信息，并根据此指纹的数字化信息从本地代码库中选取并重组出一组独一无二的代码片段，之后将该代码片段进行hash处理得到相应的hash值，并将此hash值作为用户u
i
的真实身份标识uid；在此之后，ima们使用shamir(t，n)门限秘密共享算法恢复出共享密钥x，随后计算用户u
i
的身份许可il
u
＝uid
·
h(x)
·
p、掩码身份muid＝uid
·
p和签名然后，ima将信息发送到用户u
i
的浏览器插件中，其中，pp是eib初始化所产生的公共参数，h(il
u
)表示对il
u
进行哈希处理，表示ima对内容h(il
u
)||muid使用私钥sk
ima
进行签名，表示u对内容uid||il
u
||u
sig
||pp使用公钥pk
u
加密；第二步：ima将信息uid做哈希处理，随后将其哈希结果h(uid)记录在eib区块链中，当点击欺诈发生时用来问责用户u
i
；2
‑
2.广告发布者pub向ima注册；第一步：ima根据pub所代理的广告类型，为pub产生身份标识pubid和属性集s＝{{pub}，{hat∪food∪...}}，之后，ima们使用shamir(t，n)门限秘密共享算法恢复出共享密钥x，随后计算广告发布者pub的身份许可il
pub
＝pubid
·
h(x)
·
p，然后，ima将信息发送给广告发布者pub；第二步：ima将信息pubid做哈希处理，并将结果h(pubid)记录在eib区块链中，当点击欺诈发生时用来监管广告发布者pub；2
‑
3.广告主ade向ima注册；第一步：ima根据ade所需发布的广告类型，为ade产生身份标识adeid，之后ima们使用
shamir(t，n)门限秘密共享算法恢复出共享密钥x，随后计算广告主ade的身份许可il
ade
＝adeid
·
h(x)
·
p，然后，ima将信息发送给广告主ade；第二步：ima将信息h(adeid)记录在eib区块链中，当点击欺诈发生时用来审计广告主ade。4.根据权利要求3所述的基于区块链的在线广告点击欺诈监测和预防方法，其广告发布特征在于步骤3
‑
1广告发布者发布在线广告，具体实现如下：第一步：广告发布者pub和广告主就广告投放事宜达成共识，商定出广告的身份标识id
ad
；第二步：用户u
i
访问站点ms的网页，同时u
i
的浏览器插件使用基于密文策略属性的加密cp
‑
abe方案将签名u
sig
加密后发送给ms，随后由ms将其转发给pub；具体地：用户u
i
在访问ms的网站之后，根据其所感兴趣的广告类型定义一个访问树t，使用公共参数pp和cp
‑
abe加密方案来加密签名u
sig
得到密文得到密文c＝h
s
，其中，ts1是用户u
i
加密签名u
sig
时的时间戳，，是随机数，h＝g
β
，l，g，p
y
是访问树t中每个节点y代表的多项式，p
y
(0)是该节点y所代表的值，att(y)是访问树t中某叶子结点y所拥有的属性；c是密文ct中需要传输的秘密信息；c
y
、c
′
y
是解密ct时的辅助信息；得到密文ct之后，用户u
i
的浏览器插件将ct发送给ms，接着ms将其转发给不同的pub；第三步：pub根据其在注册过程中得到的属性集s，同时使用公共参数pp中的mk来产生解密秘钥解密秘钥其中，其中，是随机数；接着，由于pub的属性集s＝{{pub}，{hat∪food∪...}}满足用户u
i
定义的访问树t，因此pub能够使用sk解密访问树中的每一个叶子结点x所代表的秘密值，解密过程为过程为在pub解密所有叶子结点的秘密值之后，其再使用拉格朗日差值公式获得这些叶子结点对应的父亲节点所代表的秘密值；pub递归该过程直到获得访问树t中根节点r所代表的秘密值，其可表示为然后pub得到明文然后pub得到明文最后，pub使用ima的公钥pk
ima
解密u
sig
获得用户u
i
的掩码身份muid，并根据muid检索其本地的数据库得到muid对应的数字画像，从而决定是否参与ms的广告竞价过程；d
′
j
是解密秘钥sk中的参数，c
x
′
是密文ct中的参数；第四步：ms在其广告网络中展示广告，同时将pubid、adeid、pk
pub
和pk
ade
嵌入在该广告的展示框架中；第五步：一定周期后，ms将此类广告竞价信息按照周期和广告标识id
ad
进行归类排序，得到广告发布结果为得到广告发布结果为其中fee指pub需要为用户u
i
的单次广告点击支付给ms的费用；最后，ms将此广告发布结果以交易的形式记录到访问行
为区块链abb中。5.根据权利要求3或4所述的基于区块链的在线广告点击欺诈监测和预防方法，其广告发布特征在于步骤3
‑
2用户u
i
点击在线广告，具体实现如下：第一步：用户u
i
的浏览器从广告展示框架中获取pubid、adeid、pk
pub
和pk
ade
信息，然后计算pub认证符算pub认证符和ade认证符再接着，用户u
i
嵌入此时的时间戳ts2，计算pub安全认证符，计算pub安全认证符和ade安全认证符和ade安全认证符随后，该插件将用户u
i
对广告的点击信息信息发送给ms；第二步：ms转发{id
ad
||m||ms}给该广告的广告发布者pub，并在本地存储{id
ad
||m||ms||pubid}；第三步：一定周期后，ms按照周期和id
ad
分类本地数据{id
ad
||m||ms||pubid}，并将分类结果做hash处理，随后将hash结果{h(id
ad
||m||ms||pubid)}记为广告转发结果，以交易的形式记录在访问行为区块链abb中。6.根据权利要求5所述的一种基于区块链的在线广告点击欺诈监测和预防方法，其特征在于包括第一，pub监测和预防点击欺诈；第二，ade监测和预防点击欺诈；第三，ms监测和预防点击欺诈。7.根据权利要求6所述的一种基于区块链的在线广告点击欺诈监测和预防方法，其特征在于pub监测和预防点击欺诈，具体实现如下：第一步：pub使用其私钥sk
pub
解密ms转发的广告信息m，得到{u
sig
||aus
pub
||ts2}，验证时间戳ts2的时效性来避免重放攻击；第二步：pub使用ima公钥pk
ima
从签名u
sig
中恢复出h(il
u
)和muid，接着计算出pub认证符第三步：pub验证等式aus
′
pub
＝aus
pub
是否成立，如果等式成立，pub统计所有签名u
sig
中不同muid的个数，将其记为n，该值表示一定周期内有效的广告点击量，意味着在此周期内，pub仅需为此n次广告点击付费；之后，pub在其本地数据库中记录该muid的广告访问行为{id
ad
||m||muid||u
sig
||sa
pub
||ts2||sa
ade
||ms||fee||behavour}，其中fee为pub需要为用户u
i
的单次广告点击支付给ms的费用，behavour为用户u
i
对于广告id
ad
的访问行为；第四步：一定周期后，pub按照周期和id
ad
排序，将用户u
i
的广告访问结果{n||id
ad
||h(muid)
n
||h(sa
pub
)
n
||h(sa
ade
)
n
}记录在访问行为区块链abb中，其中h(muid)
n
、h(sa
pub
)
n
和h(sa
ade
)
n
分别表示n个muid、n个sa
pub
和n个sa
ade
各自hash的结果。8.根据权利要求6所述的一种基于区块链的在线广告点击欺诈监测和预防方法，其特征在于ade监测和预防点击欺诈，具体实现如下：第一步：ade与pub通信，获得用户u
i
对广告的原始访问信息{id
ad
||u
sig
||sa
ade
||ms||fee}，接着ade使用pub公钥pk
pub
加密fee得到将其与访问行为区块链abb中ms记录的结果比对来避免pub对fee欺骗；第二步：ade使用自己私钥sk
ade
解密sa
ade
得到aus
ade
||ts2，接着验证ts2的时效性以避免重放攻击；
第三步：与pub类似，ade同样使用ima公钥pk
ima
从签名u
sig
中恢复出h(il
u
)和muid，接着计算出ade认证符计算出ade认证符ade验证等式aus
′
ade
＝aus
ade
是否成立，如果等式成立，ade统计所有签名u
sig
中不同muid的个数，将其记为n
′
：第四步：ade从访问行为区块链abb中读取pub记录的结果n，比较n＝n
′
是否成立，如果等式成立，ade为此n次点击支付pub费用。9.根据权利要求6所述的一种基于区块链的在线广告点击欺诈监测和预防方法，其特征在于ms监测和预防点击欺诈，具体实现如下：ms与pub通信，获取所有点击信息m中的{aus
pub
||ts2}，接着ms使用pub的公钥pk
pub
逐个加密{aus
pub
||ts2}得到pub安全认证符在此之后，ms从本地数据库中读取并比较等式sa
′
pub
＝sa
pub
是否成立，若成立，则ms接受pub对点击量的统计结果。

技术总结
本发明公开了一种基于区块链的在线广告点击欺诈监测和预防方法。本发明所涉及实体包括身份管理机关、用户、广告网络、广告发布者、广告主、实体身份区块链和访问行为区块链。首先由身份管理机关、实体身份区块链、用户、广告发布者和广告主进行初始化，生成系统所需参数和各自所需的公私钥信息；然后，用户U


技术研发人员：吕秋云 李昊 周仁杰 申延召 张纪林 赵乃良 刘焱
受保护的技术使用者：杭州电子科技大学
技术研发日：2021.06.30
技术公布日：2021/10/23