基于区块链的安全公平多视图数据外包计算方案：稀疏对称正交矩阵加密与智能合约验证

为解决多视图数据聚类中计算负担重、隐私保护不足及交易公平性缺失的问题，研究人员提出了一种基于区块链的安全外包计算方案。该研究创新性地采用稀疏对称正交矩阵(SSOM)加密敏感数据，结合智能合约实现可验证的公平交易。实验表明，该方案较现有矩阵外包方案效率提升4.72%-8.52%，比原始多视图聚类方法提速55.79%-91.95%，为资源受限设备的安全高效数据分析提供了新范式。

　　

随着智能传感器的普及，多视图数据已成为高精度分析的重要资源，其中基于视图加权的聚类加权核k均值(CWK²M)算法能有效挖掘多视图信息。然而，海量数据使得资源受限设备难以完成计算，且传统外包方案存在效率低下、交易不公平等痛点。针对这些问题，中国研究人员在《Computer Standards》发表论文，提出融合区块链技术的创新解决方案。

研究团队采用三项核心技术：1）基于反射矩阵快速生成稀疏对称正交矩阵(SSOM)的加密方法，避免逆矩阵计算；2）区块链智能合约构建包含客户、服务器、验证者的三方公平交易框架；3）基于加密数据的可验证外包机制。实验使用合成数据集和UCI真实数据集验证方案有效性。

【系统模型】构建客户端-服务器-区块链三元架构，客户端通过SSOM加密原始数据矩阵X→X'=PXQ，服务器在密文空间执行CWK²M的核心计算步骤，验证节点通过智能合约验证结果正确性。

【矩阵加密方法】利用Householder反射矩阵生成密钥矩阵P、Q，其对称正交特性满足P^-1=P^T=P，使加密/解密仅需矩阵乘法，时间复杂度从O(n³)降至O(n²)。

【公平交易机制】设计"押金-验证-支付"智能合约流程：客户预存资金，服务器提交加密结果，验证者通过抽样验证确认结果准确性后自动执行付款，防止恶意行为。

实验显示，在256×256矩阵上，加密耗时仅0.017秒，较传统RSA方法快两个数量级；外包计算使CWK²M整体效率提升最高达91.95%，且验证过程仅增加3.2%开销。安全分析证明方案满足输入/输出隐私、计算完整性和抗共谋攻击要求。

该研究首次将稀疏对称正交矩阵应用于多视图数据外包，通过数学性质优化避免了复杂的逆矩阵运算。区块链技术的引入不仅解决公平性问题，其分布式特性还增强了系统的抗攻击能力。方案为医疗多组学数据、金融跨源信息等需要隐私保护的多视图分析场景提供了可落地的技术路径，其矩阵加密思路对推动安全机器学习领域发展具有启示意义。