[發明專利]在邊緣計算中基于綠色計算共識機制區塊鏈的數據完整性檢測方法

有效

• 申請號: 202011590926.2
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112738090B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 何利;楊洋
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04L9/40
• 分類號: H04L9/40;H04L67/1097;H04L67/1095;H04L9/32
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司 50102
• 代理人: 李金蓉

1.在邊緣計算中基于綠色計算共識機制區塊鏈的數據完整性檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)邊緣計算設備接收邊緣計算用戶所存儲的數據，通過調度算法將數據動態存儲在適當的邊緣計算節點中；

(2)任務節點收集各個邊緣節點信息，通過綠色計算共識機制進行工作量證明，每隔一段時間選舉區塊鏈記錄人，記錄人將用戶事務打包發布至區塊鏈；

(3)邊緣計算節點驗證新發布區塊的合法性，若認同此區塊，下一次就將在此區塊后方繼續添加區塊，若不認同此區塊，此區塊將會被拋棄；

(4)邊緣計算用戶可隨時查看自己的數據，向區塊鏈中任意邊緣節點申請數據hash值，用以檢測用戶數據的完整性；

區塊鏈中的成員包括，邊緣節點EN、臨時存儲節點TSN、任務節點TN、用戶節點UN，其中EN負責存儲用戶數據，通過綠色計算共識機制選舉區塊鏈記錄人；TSN負責在部署結果出來之前存儲用戶信息；TN將一段時間內所有用戶存儲的數據大小、數量和所有參與區塊鏈記錄人選舉的邊緣節點信息打包為任務，發送給所有EN，EN接收信息后，執行數據放置算法，使用相同的參數解決文件放置問題，每個EN產生的不同放置結果作為工作證明的依據，然后通過工作證明依據選舉區塊鏈記錄人，記錄人會將這段時間內任務調度節點收集的用戶數據信息打包組成區塊，追加至當前區塊鏈；

所述綠色計算共識機制包括以下步驟：

1)任務信息收集期，TSN收集待放置的數據，將數據臨時存儲在該節點內，同時將數據信息集合發送至TN，表示臨時存儲節點TSN中第i個文件的信息i＝1,…,m，m表示TSN中總共有m個文件，TN收集當前各個邊緣節點狀態信息表示第i個邊緣節點狀態信息，將I_file與I_node打包為一個任務Task＝(I_file,I_node)；

2)放置任務發布，TN將任務T發布至各個EN；

3)放置結果計算期，每個EN使用相同的任務Task，計算放置結果R_i，R_i表示第i個節點的計算結果，計算完畢后EN將計算結果返回至TN；

4)記賬人選舉期，任務節點公布放置結果，并排名r(R₁,R₂,R₃...R_i)，所有邊緣節點對排名進行驗證，各個邊緣節點只驗證排名第一的結果，驗證通過對其計算者進行投票，若不能通過驗證則進而驗證次優的，以此類推，選擇獲得票數最多的節點為此輪區塊鏈記賬人；

5)使用投票最多的放置方法作為實際的放置方法，使用此方法放置用戶數據；

6)用戶將自己數據的放置信息打包為一個事務T，其中T包含：用戶公鑰Key_p，數據放置位置URL_file，并對事務進行取hash運算，hash(T)，使用非對稱加密算法對hash值簽名sig(hash(T_k))，打包發送給記賬人S((T_k,sig(hash(T_k))),N_edge)；

7)記賬人收到各個用戶的事務，將其打包為區塊體Block_body，并依次計算多個事務的默克爾樹根值Merkel root，然后對區塊體取hash，hash(Block_body)，并對hash值簽名sign(hash(Block_body))，加上區塊頭部Block_head，構成完整的區塊，記賬人將區塊加入區塊鏈中，將新的區塊鏈廣播。

2.根據權利要求1所述在邊緣計算中基于綠色計算共識機制區塊鏈的數據完整性檢測方法，其特征在于：所述步驟3)中在TN公布運算結果之前，節點之間互相不知道運算結果，其中等待EN計算時間Time_calculation具有最大閾值，

Time_calculationⁱ表示第i個節點的放置結果計算時間，Time_threshold表示設置的最長等待閾值時間，當達到這個時間后便不再等待進入下一個階段。