[發(fā)明專利]一種基于區(qū)塊鏈的霧網(wǎng)絡(luò)中任務(wù)卸載優(yōu)化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010796536.4
• 申請(qǐng)日: 2020-08-10
• 公開（公告）號(hào): CN111866181B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃曉舸;劉鑫;王永生;陳前斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L67/10
• 分類號(hào): H04L67/10;H04L67/12;H04W24/02;H04W72/04
• 代理公司: 北京同恒源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 楊柳岸

1.一種基于區(qū)塊鏈的霧網(wǎng)絡(luò)中任務(wù)卸載優(yōu)化方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

建立一個(gè)基于區(qū)塊鏈的霧網(wǎng)絡(luò)，由設(shè)備層、霧服務(wù)層和云服務(wù)層組成；

設(shè)備層由SMEs組成，包括智能手機(jī)、智能穿戴設(shè)備和智能車輛；

霧服務(wù)層包括N個(gè)FSs，用集合Ω_a＝{F₁,F₂,...,F_n,...,F_N},n＝1,2,...,N表示；在FS_n的覆蓋范圍內(nèi)有K個(gè)SME，用集合Ψ_a＝{S_n,1,S_n,2,...,S_n,k,...,S_n,K},k＝1,2,...,K表示；S_n,k表示FS_n覆蓋范圍內(nèi)的SME k；

所述霧網(wǎng)絡(luò)中存在兩種卸載方式，即卸載到FS或D2D設(shè)備群組；用向量δ＝{δ_n,1,δ_n,2,...,δ_n,k,...,δ_n,K,},k＝1,2,...,K，在FS_n的覆蓋范圍內(nèi)有K個(gè)SME，δ_n,k∈{0,1}表示卸載方式，δ_n,k＝0表示S_n,k卸載到D2D設(shè)備群組，即卸載方式0；δ_n,k＝1表示S_n,k卸載到FS，即卸載方式1；

步驟201：系統(tǒng)初始化；

步驟202：SMEs在LBS注冊(cè)成為合法實(shí)體，LBS授予身份地址I_n,k和證書C_n,k，能夠唯一表示SMEk；然后，將公鑰PK_n,k和私鑰SK_n,k，＜PK_n,k,SK_n,k＞，以及用于實(shí)現(xiàn)資源貨幣交易的錢包地址{WAL_n,k}發(fā)送給SMEs；

步驟203：SMEs向LBS申請(qǐng)加入?yún)^(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)；

步驟204：LBS驗(yàn)證SMEs節(jié)點(diǎn)是否有效，驗(yàn)證通過則同意加入網(wǎng)絡(luò)，反之不作響應(yīng)；

步驟205：通過LBS驗(yàn)證其認(rèn)證之后，SMEs將資源需求發(fā)送給LBS，F(xiàn)Ss將可用資源和QoS約束發(fā)送給LBS，LBS將可用資源、資源需求和QoS約束寫入資源交易的智能合約；

步驟206：自動(dòng)觸發(fā)智能合約，SMEs選擇將任務(wù)卸載到附近的FSs或D2D設(shè)備群組；

步驟207：S_n,k選擇卸載到D2D設(shè)備群組，即卸載方式0；

步驟208：S_n,k選擇附近的D2D設(shè)備群組對(duì)卸載請(qǐng)求消息R_n,k進(jìn)行數(shù)字簽名，再將R_n,k和數(shù)字簽名用S_n,k的私鑰進(jìn)行加密，發(fā)送給D2D設(shè)備群組；

步驟209：D2D設(shè)備群組用S_n,k的公鑰解密并驗(yàn)證數(shù)字簽名以及交易，驗(yàn)證通過則執(zhí)行計(jì)算任務(wù)A_n,k，否則不對(duì)卸載請(qǐng)求消息作出響應(yīng)；

步驟210：D2D設(shè)備群組執(zhí)行計(jì)算任務(wù)，并將計(jì)算結(jié)果返回給S_n,k；

步驟211：根據(jù)資源交易的智能合約得出資源價(jià)格，S_n,k按價(jià)格支付給D2D設(shè)備群組一定數(shù)量的資源硬幣；

步驟212：S_n,k選擇卸載到附近的FSs，即卸載方式1；

步驟213：S_n,k選擇霧服務(wù)器FS_n，對(duì)卸載請(qǐng)求消息R_n,k進(jìn)行數(shù)字簽名，再將R_n,k和數(shù)字簽名用S_n,k的私鑰進(jìn)行加密發(fā)送給FS_n；

步驟214：FS_n用S_n,k的公鑰解密并驗(yàn)證數(shù)字簽名以及交易，驗(yàn)證通過則執(zhí)行卸載任務(wù)A_n,k，否則不對(duì)卸載請(qǐng)求消息作出響應(yīng)；

步驟215：FS_n執(zhí)行計(jì)算任務(wù)并將計(jì)算結(jié)果返回給S_n,k；

步驟216：根據(jù)資源交易的智能合約得出的資源價(jià)格，S_n,k按價(jià)格支付給FS_n一定數(shù)量的資源硬幣，資源硬幣從S_n,k的錢包地址轉(zhuǎn)移到FS_n的錢包地址；

步驟217：SMEs對(duì)其被覆蓋區(qū)域內(nèi)的FSs進(jìn)行投票，一人一票，SME投票的權(quán)重與股權(quán)值無關(guān)；

步驟218：票數(shù)前M名的FSs作為驗(yàn)證集，其中包括一個(gè)管理器和M-1個(gè)驗(yàn)證器

步驟219：驗(yàn)證集中的M個(gè)FSs輪流充當(dāng)管理器

步驟220：S_n,k將交易記錄發(fā)送到關(guān)聯(lián)的FS_n；

步驟221：FS_n將交易記錄廣播；

步驟222：管理器構(gòu)建一個(gè)由所有事務(wù)組成的新區(qū)塊，進(jìn)行簽名后廣播給區(qū)塊鏈系統(tǒng)中的驗(yàn)證器

步驟223：接收到新區(qū)塊的驗(yàn)證器將根據(jù)哈希值和數(shù)字簽名來驗(yàn)證其正確性；

步驟224：管理器從超過三分之二的驗(yàn)證器接收到提交消息；

步驟225：管理器將新的區(qū)塊添加時(shí)間戳放入?yún)^(qū)塊鏈中；

步驟226：驗(yàn)證器僅將區(qū)塊頭內(nèi)容，包括上一區(qū)塊哈希值，當(dāng)前區(qū)塊哈希值，時(shí)間戳，梅克爾根值返回到SMEs，以節(jié)省SMEs的存儲(chǔ)空間；

步驟227：結(jié)束。