CN112862303B

CN112862303B - 一种基于区块链的众包质量评估的***及方法

Info

Publication number: CN112862303B
Application number: CN202110152939.XA
Authority: CN
Inventors: 王建荣; 孙浩然; 徐天一; 刘贺; 邱铁
Original assignee: Tianjin University
Current assignee: Tianjin University
Priority date: 2021-02-04
Filing date: 2021-02-04
Publication date: 2023-04-11
Anticipated expiration: 2041-02-04
Also published as: CN112862303A

Abstract

本发明涉及一种基于区块链的众包质量评估的***及方法，将区块链技术与众包***进行了融合，实现了一个安全可靠的分布式众包***，并有效的解决了单点故障，数据泄露以及数据可信性的问题；通过节点历史行为的信誉机制来获得更为可靠的工人节点，进一步的提升了众包结果的质量；通过智能合约来构建更为合理的奖励机制，照比传统的固定定价模式，使得激励变得更加的透明化、合理化。

Description

一种基于区块链的众包质量评估的***及方法

技术领域

本发明属于分布式环境下众包质量评估***的领域，尤其涉及一种基于区块链的众包质量评估的***及方法。

背景技术

众包作为一种新的商业模式，它将人的知识、经验、能力等通过互联网转换成为人们实际的收益。众包降低了发包方的劳动成本，提升了工作效率，工作者也能根据自己的兴趣爱好，选择适合的任务并且完成以获得相应的报酬。

众包的核心在于利用群体智慧解决机器难的问题。目前，众包平台上的任务类型种类繁多，应用领域宽广。其任务种类按照粒度可以分为宏观任务和微观任务。宏观任务是指具有挑战性和创新型的任务，需要花费大量的时间来完成，同时，奖励的数额也比较大。微观任务是指一些小且具有重复性的任务，通常通过收集工作者的答案然后进行整合从而得出最终结果。微观任务简单易操作，逐渐占据了主要的众包市场。目前比较主流的众包平台Amazon Mechanical Turk则是众包微观任务平台的典型代表。工作者可以利用闲散的空余时间参与众包平台的任务，完成任务即可获得任务设置的奖励。

然而，虽然众包***发展态势良好，但也存在着传统的基于信任的模式的弱点，由于面向的群体比较广泛，参与到众包平台中的工作者背景知识，专业能力等各不相同，导致众包结果质量参差不齐。这也带来了一些不可避免的挑战。现有的众包平台(例如MTurk)大多采用固定定价的激励机制，在该机制下，无论工作者完成的任务质量好坏，都会获得相同的报酬，工作者获取利益的多少仅与完成任务的个数相关。在这种情况下，很多的恶意工作者会为了使自身利益最大化而随意提交答案，不考虑任务结果质量，从而导致发包方获得的最终答案质量低下，无法利用。虽然有一些平台有质量控制的方法，但是大多数众包***是基于中心化的第三方，并不能保证完全可信，存在数据泄露，数据丢失等问题，且本身就存在单点故障的问题，同时也会造成数据丢失、数据泄露等问题。

区块链技术被誉为是能够改变多数行业的创新技术。区块链本身具备去中心化、防篡改、可追溯、公开透明等特性，能够解决中心化平台易遭受攻击，易产生单点故障的弊端。在现如今的区块链2.0时代，我们还可以利用区块链中的智能合约来将收益规则和条件代码化发布在区块链网络，让各行业规范透明化，规范化。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于区块链的众包质量评估的***及方法，通过引入区块链思想，将质量评估的权力交由智能合约来完成，进而实现一个去中心化的平台；利用区块链的防篡改特性，保证数据的安全性，解决中心化平台数据丢失的问题；并通过构建信誉模型，将准确客观反应用户行为特点的信誉值作为众包质量评估中筛选工人的一个基础；最后，根据质量评估结果，构建了一个基于完成质量的两阶段奖励机制，从而打破传统固定定价的激励方式，提供一种更合理、更透明的报酬分配方式。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种基于区块链的众包质量评估的***，其特征在于：所述***模型包括任务请求者、工作者及任务评判者，所述任务请求者、工作者及任务评判者活动在整个众包过程的不同时期；所述任务请求者、工作者及任务评判者共同参与区块链***的质量评估流程，共包括任务发布及执行阶段、任务评估阶段以及奖励分配阶段三个阶段。

一种基于区块链的众包质量评估的方法，其特征在于：所述方法的步骤为：

1)任务请求者在分布式区块链***中发布任务以及任务的相关信息；

2)众包***通过信誉机制为当前任务选取工人节点，并在工人节点中通过随机选择算法选出评判者；

3)工人进行众包工作，并将结果保存到区块链中；

4)选取的评判者对工人提交的任务进行评估；

5)任务发布者根据评判者的评估结果对工人进行奖励分配。

而且，所述方法的具体操作为：

1)当请求者在发布任务时，会设定好相关参数，将任务的具体内容描述、任务存放位置、任务的奖励数额、任务所需的工人数量、任务的截至日期、工人应具备的技能、工人的信誉值要求等描述详细写在智能合约中，然后发送一笔交易到区块链上以发布任务；请求者需要在区块链上部署该智能合约，为了保证智能合约的顺利运行，请求者在智能合约中转入足够的以太币，实际的任务数据会存储在IPFS中，智能合约中存有获得任务数据的指针；

2)任务发布到区块链上后，只有符合要求的工人才有机会参与众包，满足要求的工人会被放在一个缓冲池中，首先会通过随机选择算法选择出评判者，并在质量评估阶段的截止日期之前完成相应的计算工作，给出最后的评价结果；

3)通过节点匹配算法选出请求者要求数量的工人，所有选中的工人需要在截止时间之间完成第一阶段的工作，在提交任务结果时，会使用自己的私钥对任务结果进行签名，然后将签名后的消息和任务结果的哈希通过一笔交易记录到区块链上；如果工人没有按时提交任务结果，则其抵押在区块链上的押金便不可返回其账户，会直接发送给任务请求者，同时，工人的信誉值也会根据信誉更新机制进行减少；

4)工人在完成任务之后，会使用请求者的公钥和评判者的公钥分别对答案进行加密，然后发送到链下数据库中进行存储，同时，每个工人都会使用自己的私钥对结果进行签名，然后将签名后的消息和任务结果的哈希值发送并存储到区块链中，请求者和评判者可以根据区块链上的指针找到任务结果在IPFS中的存储位置；在得到任务的存储位置之后，请求者和评判者会分别并使用自己的私钥对该位置存储的数据进行解密，由于交易进行了签名，请求者和评判者可以根据数据签名和工人的公钥对交易的有效性进行验证，确保交易内容未被篡改；

5)评判者在任务提交截止日期之后开始进行评估工作。评估任务也有一个截止日期，如果没有在截至日期之前完成评估，会像工人那样损失押金和信誉值。评判者可以收集区块链上所有工人提交的信息，然后用自己的私钥对信息解密获取任务的具体存放位置；在得到所有任务结果的原始数据之后，会触发相应的智能合约中的质量评估算法，对结果进行共识，从而产生最终的任务评价表，评判者会使用请求者的公钥对任务评价表进行加密并存储到链下数据库，同时，也会将哈希值和指针存储到区块链中，请求者会根据任务结果指针找到数据的具体存储位置，然后用自己的私钥进行解密，从而获取任务答案和任务评价的原始数据；

6)任务评估完成之后，会根据奖励分配机制和信誉更新机制，发放给工作者相应的奖励，包括代币的奖励和信誉值的奖励。工作者获得奖励的多少与其完成任务的质量紧密相关，完成的任务质量越好，获得奖励就越多；评判者的奖励也会按照智能合约中规定好的进行发放。

本发明的优点和有益效果为：

1、本发明一种基于区块链的众包质量评估的***及方法，将区块链技术与众包***进行了融合，实现了一个安全可靠的分布式众包***，并有效的解决了单点故障，数据泄露以及数据可信性的问题；

2、本发明一种基于区块链的众包质量评估的***及方法，通过节点历史行为的信誉机制来获得更为可靠的工人节点，进一步的提升了众包结果的质量。

3、本发明一种基于区块链的众包质量评估的***及方法，通过智能合约来构建更为合理的奖励机制，照比传统的固定定价模式，使得激励变得更加的透明化，合理化。

附图说明

图1为本发明的***模型图；

图2为本发明的***架构图；

图3为本发明的质量评估流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种基于区块链的众包质量评估的***，该***的模型如图1所示，首先对这些实体的具体功能做如下描述：

任务请求者：即众包任务的提供方。任务请求者一般是有众包任务需求的公司或者组织，它们无法使用计算机或者其他机器完成现有任务，因此，会采用众包的方式达到最终的目的。请求者若想参与到～CQAM-BC～模型中，首先必须通过注册身份成为区块链合法节点，因为只有合法节点才能在区块链中发起交易。请求者在发起交易时需要在区块链上冻结一部分资金，该资金中包括了任务需要支付给相应的工人的报酬。

工作者：即众包任务的执行方。与请求者一样，所有的工作者也必须通过注册获得合法身份才能进入区块链成为一名合法的节点。通常情况下，工作者是区块链中比较活跃并具备一定的计算能力的节点。如果工作者符合请求者的各项要求，该工作者就会参与到某项众包任务中。工作者通过提供计算力或者其他来完成任务并将最终结果提交到区块链。区块链***会根据工作者完成任务的质量获得对应的报酬。

评判者：即众包任务的评估方。评判者同样是区块链***中的合法节点，与工作者的不同之处在于，两者分别处于众包过程的两个不同的阶段。在工作者提交完任务结果之后，评判者才开始工作。

一种基于区块链的众包质量评估的***，模型架构如图2所示，该模型的架构总共分为四层，分别是存储层，区块链层，接口层以及上层应用层；

存储层：存储层的作用是存储请求者发布的任务以及工人提交的任务答案的原始数据。区块链本身的存储是有限的，而任务发布者发布的任务(如图像标注任务、图像识别任务等)通常数据量比较大，如果所有数据都存储到区块链上会对网络同步造成很大的负担，占用过多的磁盘空间，因此，一般不在区块链上存储所有的原始任务数据，通过引入IPFS等分布式数据库来解决区块链存储能力不足的问题。IPFS和区块链是相辅相成的，二者具有很多相似的特性，这就使IPFS成为了存储数据的理想场所，可以使用区块链技术进行引用和时间戳。IPFS将大量的数据存储在不同的节点，结合区块链技术可以保证这些节点在线。

区块链层：区块链层存储的是任务的元数据，包括数据大小、数据的哈希值、数据的指针等，因此，用户无需信任保存在存储层的数据，便可以验证数据的完整性和真实性。区块链层是该***架构的核心层，所有的参与者均会通过注册获取在区块链上的唯一的身份，注册成功的每个参与者拥有一个密钥对和一个唯一地址。密钥对中的私钥是私有的，由用户单独保存。请求者可以向区块链发送一笔交易以发布一个特定的任务。区块链上的任何参与者的角色都是可以变化的，矿工将产生的交易打包成块，链接到区块链的账本上。为了保证每个节点维护的数据一致，共识机制起到了无可替代的作用。

接口层：接口层提供了上层应用层和区块链层连接的各类API。通过提供的API，应用层的各种设备终端才可以与区块链进行交互。

应用层：应用层包括了PC端，移动设备以及其他终端。所有的复杂的计算都封装在应用层设备的客户端中，其中包括信誉计算算法，匹配度计算算法，质量评估算法以及奖励分配算法。

本发明在传统的信誉模型基础上，结合区块链的特性，提出了一种更适合于众包***的信誉机制。该信誉机制根据信誉奖励函数和信誉惩罚函数进行计算。以下将对其进行详细的描述：

区块链中的节点在接受任务前，需要在区块链上锁定一部分押金。如果节点提交的数据质量低，那么该节点抵押在区块链上的押金不可撤回。因此，模型认为节点抵押的押金数量会影响其最终提交的任务结果的质量。节点抵押的押金多，则说明该节点提交高质量数据的信心越大，获得的信誉值奖励就会越多。所以，信誉奖励函数的具体计算如下所示。

Φ(BaseV,E_i＝H)＝BaseV+(1+f(y)+p)

其中，BaseV代表工作者执行任务前的基础信誉值；E_i表示工作者在任务完成后获得的评价；p代表工作者此次抵押在区块链上的押金占所有工作者总押金的比例；Φ(BaseV,E_i＝H)则表示工作者在获得H等级的评价后，信誉值的更新情况,f(y)表示用户的奖励因子。从上述信誉奖励函数可知，连续可信服务和任务押金占比共同决定了最终奖励的力度。

信誉惩罚函数的具体计算如下所示。

Φ(BaseV,E_i＝L)＝BaseV-g(x)

其中，Φ(BaseV,E_i＝L)则表示工作者在获得L等级的评价后，信誉值的更新情况，g(x)表示惩罚因子。根据信誉惩罚函数计算公式可知，工作者的初次作恶行为会导致信誉值降低，并且随着作恶次数的累积，信誉值减少的幅度会越来越大，逐渐达到特定值。从上述信誉惩罚函数可知，可以通过工作者历史行为中获得低评价的总次数来调整任务的惩罚力度。

本发明提供了一种基于区块链的众包质量评估方法及***，为区块链与众包质量评估提供了一种新思路，即通过区块链技术，将质量评估交由智能合约来完成，进而实现一个去中心化的平台。并通过构建信誉模型，将用户行为特点的信誉值作为众包质量评估中筛选工人的一个基础。最后，根据质量评估结果，构建一种更合理、更透明的报酬分配方式。

尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims

1.一种基于区块链的众包质量评估的方法，其特征在于：所述方法采用的***模型包括任务请求者、工作者及任务评判者，所述任务请求者、工作者及任务评判者活动在整个众包过程的不同时期；所述任务请求者、工作者及任务评判者共同参与区块链***的质量评估流程，共包括任务发布及执行阶段、任务评估阶段以及奖励分配阶段三个阶段；

所述方法采用的***模型的架构总共分为四层，分别是存储层，区块链层，接口层以及上层应用层；

存储层：存储层的作用是存储请求者发布的任务以及工人提交的任务答案的原始数据，区块链本身的存储是有限的，而任务发布者发布的任务通常数据量比较大，如果所有数据都存储到区块链上会对网络同步造成很大的负担，占用过多的磁盘空间，因此，一般不在区块链上存储所有的原始任务数据，通过引入IPFS等分布式数据库来解决区块链存储能力不足的问题；IPFS和区块链是相辅相成的，二者具有很多相似的特性，这就使IPFS成为了存储数据的理想场所，可以使用区块链技术进行引用和时间戳；IPFS将大量的数据存储在不同的节点，结合区块链技术可以保证这些节点在线；

区块链层：区块链层存储的是任务的元数据，包括数据大小、数据的哈希值、数据的指针等，因此，用户无需信任保存在存储层的数据，便可以验证数据的完整性和真实性，区块链层是该***架构的核心层，所有的参与者均会通过注册获取在区块链上的唯一的身份，注册成功的每个参与者拥有一个密钥对和一个唯一地址，密钥对中的私钥是私有的，由用户单独保存，请求者可以向区块链发送一笔交易以发布一个特定的任务，区块链上的任何参与者的角色都是可以变化的，矿工将产生的交易打包成块，链接到区块链的账本上；为了保证每个节点维护的数据一致，共识机制起到了无可替代的作用；

接口层：接口层提供了上层应用层和区块链层连接的各类API，通过提供的API，应用层的各种设备终端才可以与区块链进行交互；

应用层：应用层包括了PC端，移动设备以及其他终端，所有的复杂的计算都封装在应用层设备的客户端中，其中包括信誉计算算法，匹配度计算算法，质量评估算法以及奖励分配算法；

所述方法的步骤为：

该信誉机制根据信誉奖励函数和信誉惩罚函数进行计算，区块链中的节点在接受任务前，需要在区块链上锁定一部分押金，如果节点提交的数据质量低，那么该节点抵押在区块链上的押金不可撤回，因此，模型认为节点抵押的押金数量会影响其最终提交的任务结果的质量，节点抵押的押金多，则说明该节点提交高质量数据的信心越大，获得的信誉值奖励就会越多，所以，信誉奖励函数的具体计算如下所示：

Φ(BaseV,E_i＝H)＝BaseV+(1+f(y)+p)

其中，BaseV代表工作者执行任务前的基础信誉值；

E_i表示工作者在任务完成后获得的评价；

p代表工作者此次抵押在区块链上的押金占所有工作者总押金的比例；

Φ(BaseV,E_i＝H)则表示工作者在获得H等级的评价后，信誉值的更新情况；

f(y)表示用户的奖励因子；

从上述信誉奖励函数可知，连续可信服务和任务押金占比共同决定了最终奖励的力度；

信誉惩罚函数的具体计算如下所示：

Φ(BaseV,E_i＝L)＝BaseV-g(x)

其中，Φ(BaseV,E_i＝L)则表示工作者在获得L等级的评价后，信誉值的更新情况；

g(x)表示惩罚因子；

根据信誉惩罚函数计算公式可知，工作者的初次作恶行为会导致信誉值降低，并且随着作恶次数的累积，信誉值减少的幅度会越来越大，逐渐达到特定值，从上述信誉惩罚函数可知，可以通过工作者历史行为中获得低评价的总次数来调整任务的惩罚力度；

3)工人进行众包工作，并将结果保存到区块链中；

4)选取的评判者对工人提交的任务进行评估；

5)任务发布者根据评判者的评估结果对工人进行奖励分配；

所述方法的具体操作为：

5)评判者在任务提交截止日期之后开始进行评估工作，评估任务也有一个截止日期，如果没有在截至日期之前完成评估，会像工人那样损失押金和信誉值，评判者可以收集区块链上所有工人提交的信息，然后用自己的私钥对信息解密获取任务的具体存放位置；在得到所有任务结果的原始数据之后，会触发相应的智能合约中的质量评估算法，对结果进行共识，从而产生最终的任务评价表，评判者会使用请求者的公钥对任务评价表进行加密并存储到链下数据库，同时，也会将哈希值和指针存储到区块链中，请求者会根据任务结果指针找到数据的具体存储位置，然后用自己的私钥进行解密，从而获取任务答案和任务评价的原始数据；

6)任务评估完成之后，会根据奖励分配机制和信誉更新机制，发放给工作者相应的奖励，包括代币的奖励和信誉值的奖励，工作者获得奖励的多少与其完成任务的质量紧密相关，完成的任务质量越好，获得奖励就越多；评判者的奖励也会按照智能合约中规定好的进行发放。