一种基于代理重新加密的数字孪生可信数据共享方案，具备隐私保护功能

《ACM Transactions on the Web》：A Proxy Re-Encryption Based Trusted Data Sharing Scheme for Digital Twins with Privacy Protection

数字孪生技术在工业制造和智慧城市中面临数据泄露与单点故障风险，传统集中式保护方案难以应对分布式场景。本文提出区块链与IPFS协同存储架构，结合多层隐私保护方案和分布式代理重加密算法，实现数据安全共享与存储完整性验证。实验证明该方案具备完整功能、可靠服务及良好安全性能与效率。

　　

摘要

在数字化加速的背景下，数字孪生技术通过虚拟现实映射和实时交互机制，已成为工业制造和智慧城市等领域的重要支撑技术。然而，该技术产生的大量高价值数据在共享和流通过程中面临敏感信息泄露和单点故障等风险。传统的集中式保护方案无法满足其分布式场景下的安全需求。为了解决这些问题，本文采用区块链和InterPlanetary File System（IPFS）构建了链上和链下的协同存储架构，并提出了一种多层隐私保护方案，以实现数据的分布式存储和完整性验证。此外，还设计了一种分布式代理重新加密算法，用于数据共享和流通的保护，突破了传统方案中集中式代理的瓶颈，同时有效抵御了共谋攻击和单点故障。实验和系统评估表明，所提出的方案功能完备、服务可靠，具有良好的安全性和性能。