Wei, Jiuqi, et al. “Data Interoperating Architecture (DIA): Decoupling Data and Applications to Give Back Your Data Ownership.” 2023 IEEE 47th Annual Computers, Software, and Applications Conference (COMPSAC). IEEE, 2023.

要解决的问题

身份管理：身份需要跨设平台，用户可以使用单个身份与多个应用交互。同时，避免使用中心化的第三方来分配身份。

数据标识与发现机制：应用需要数据简介检索数据，此外数据需要标识符系统实现全局可访问

数据所有权保护机制：数据所有权应该通过指定数据所有者来声明，并且可以公开验证该声明。需要一个授权机制来允许用户授予应用程序对其数据的访问权限。在应用程序能够访问数据之前，需要一个访问控制机制来基于授权策略验证应用程序的访问权限。

系统架构

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区块链平台

为区块链平台实现三个智能合约：身份管理、标识符管理、授权管理

身份管理

每个终端用户（end-user）和应用都需要被分配一个独特的身份，可以跨平台

引入unique-identity，即u-ID来表示身份，u-ID由两个部分组成：标识符ID−idfID-idf和公私钥对(pk,sk)(pk,sk)，即u−ID=(ID−idf)∪(pk,sk)u-ID=(ID-idf)\cup(pk,sk)，符号∪\cup表示关系绑定。

标识符管理

在数据注册（data registration）阶段，终端用户调用标识符管理智能合约，输入数据属性，区块链平台为数据分配标识符Data−idfData-idf，并绑定数据属性与标识符，属性可作为标识符的不同条目，文中介绍了以下数据属性：

  • typeownertype_{owner}：声明数据拥有者，由终端用户的ID−idfID-idf表示
  • typeaddrtype_{addr}：授权应用通过可访问地址从PDS处获得数据
  • typesigtype_{sig}：数据签名σData\sigma_{Data} ，由数据拥有者的私钥sksk签名
  • typepftype_{pf}：数据简介，由PFDataPF_{Data}描述，PFDataPF_{Data}由三部分组成：
    • 数据标签：用户定义的关键词，描述数据内容
    • 数据格式：数据特定结构、给定的例子
    • 数据描述：数据的文本描述
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授权管理

该智能合约在数据请求和数据授权处理阶段被调用。区块链账本记录授权记录

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终端用户调用数据授权智能合约算法，修改授权记录的状态

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身份系统

区块链平台的身份管理智能合约负责注册u−IDu-ID，身份系统负责提供公共身份查询服务。

在数据访问阶段，应用用sksk生成数字签名，向PDS证明自己的身份。在身份认证阶段，PDS从身份系统获取应用的公钥pkpk，来验证签名。因此，身份系统需要根据标识符ID−idfID-idf查询到公钥pkpk，形式化描述为pk=IdentityQuery(ID−idf)pk=IdentityQuery(ID-idf)

身份系统从区块链平台定期获取最新的身份数据。

标识符系统

数据标识符和授权记录由区块链平台创建。标识符系统提供数据发掘服务，便于应用检索用户数据；提供数据标识符和授权标识符解析服务。

数据发掘

除非终端用户直接向应用提供数据标识符，应用需要独立发掘用户数据。在数据发掘阶段，应用基于数据属性，尤其是终端用户的ID−idfID-idf和数据简介PFDataPF_{Data}。

标识符解析

应用获取数据标识符后，解析得到数据属性条目。

为了使PDS更有效地查询授权信息，需要将每个授权记录转换为带有绑定条目的授权标识符Auth−idfAuth-idf，并存储在标识符系统中，四个值域字段可以被封装为类型条目typeauthtype_{auth}。

在授权验证阶段，PDS同样生成授权标识符，向标识符解析程序输入标识符和条目，获取完整值域字段，以此判断。

系统流程

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