BFOD: Blockchain-Based Privacy Protection and Security Sharing Scheme of Flight Operation Data

计算机科学 计算机安全 方案(数学) 隐私保护 信息隐私 安全性分析 数据共享 块链 计算机网络 数学 医学 数学分析 病理 替代医学
作者
Xinyan Li,Huimin Zhao,Wu Deng
出处
期刊:IEEE Internet of Things Journal [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:11 (2): 3392-3401 被引量:41
标识
DOI:10.1109/jiot.2023.3296460
摘要

With the rapid growth of flight operation data, how to alleviate the contradiction between data sharing and privacy protection of civil aviation corporations has become a challenging problem. Therefore, a blockchain-based flight operation data sharing scheme, named BFOD is designed to achieve the privacy protection and secure sharing of flight operation data. In BFOD, physical entities of airlines, airports and air traffic control are divided into data owners, data requesters and authorization institutes according to the business logic. First, the authorization institute grants a hash anonymous identity and different levels of access right for each civil aviation corporation. When the data are accessed, a hash anonymous identity is designed to verify the access right of the data requester, which protects identity privacy. Then, zero-knowledge succinct noninteractive argument of knowledge (zk-SNARKs) is employed to verify whether the flight operation data meets the specific requirements raised by the data requester without disclosing data privacy. Finally, a proxy re-encryption is used to improve the sharing efficiency of flight operation data. In addition, a grouped practical Byzantine fault tolerant (PBFT) algorithm is proposed to reduce consensus latency. The theoretical analysis and experimental results show that the consensus latency of the grouped PBFT algorithm reduces 91.4% under the number of consensus node $\text{N}=$ 100, and the BFOD meets data confidentiality, availability and privacy protection, which is feasible and efficient.
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