[发明专利]MEC中企业多媒体的安全和性能感知的资源分配方法

说明书

本发明公开了一种MEC中企业多媒体的安全和性能感知的资源分配方法。该方法构建了用于企业多媒体数据传输的安全架构，此架构为每个用户设备分配两个队列，分别为前端队列和后端队列；然后，根据用户设备的随机数据请求模型，应用Lyapunov随机优化技术确定计算资源分配和带宽资源分配，其中计算资源分配用于实现安全服务，无线带宽资源分配用于实现数据传输。本发明在保证数据传输安全的同时，加入了能耗约束，保证最小化UE的能耗。通过与传统方法进行实验比较可以发现，通过本方法不仅保证数据安全传输，还可以有效地减少能量消耗，证明了本发明是科学合理的。

技术领域

本发明属于移动边缘计算环境中的企业多媒体的安全和性能感知的资源分配技术。为了解决移动边缘计算MEC环境下数据传输的安全问题，提出了一种安全和性能感知的资源分配方法，目的是增加数据传输的安全性和降低移动设备的能耗。

背景技术

移动边缘计算MEC因为具有低延迟和低能耗的特性而获得了广泛的应用。移动边缘计算MEC环境下的企业多媒体通过摄像头，企业收集各种多媒体数据，如视频、音频、图像。例如，在复杂的工厂环境中，应记录员工、机器及其人机交互的行为，这些多媒体数据将存储在企业边缘服务器中。此外，需要处理一些数据以分析获得数据结果。随着移动互联网及其技术的发展，移动设备(例如PDA、iPhone、笔记本电脑、数码相机等)已经广泛普及。在这种情况下，公司的工人和领导者可以通过无线网络使用用户设备UE的数据。例如，领导者从基站eNB服务器下载企业生产信息以了解当前的生产状态；工人可以从服务器中下载机器运行信息监督机器的运行状态。然而，当经由无线网络发送和接收多媒体数据时，基站(eNB)和用户设备(UE)都可能经历严重的恶意攻击，导致隐私数据的丢失或泄露，引发数据安全问题。在实际应用中，通常采用安全服务来保证数据安全，但是不同的安全服务产生不同的安全开销。此外，计算和带宽资源是有限的，因为基站将同时服务于许多用户设备。如何在保证数据传输安全的同时最小化能耗和延迟成为了移动边缘计算MEC研究的一项重要内容。

发明内容

本发明为了解决移动边缘计算环境下数据传输的安全问题，提出了一种MEC中企业多媒体的安全和性能感知的资源分配方法。该方法构建了用于企业多媒体数据传输的安全架构，此架构为每个用户设备分配两个队列，分别为前端队列和后端队列。然后，根据用户设备的随机数据请求模型，应用Lyapunov随机优化技术确定计算资源分配和带宽资源分配，其中，计算资源分配用于实现安全服务，无线带宽资源分配用于实现数据传输。该方法在保证数据传输安全的同时实现了能耗延迟权衡。

本发明所提出的MEC中企业多媒体的安全和性能感知的资源分配方法，实现过程中使用到的模型包括安全模型、风险模型、信道模型和资源分配模型。

安全模型在将数据发送到用户设备之前，对企业多媒体数据执行机密性和完整性服务，以确保这些数据的安全性。对于每个多媒体数据的安全服务，可以通过多种算法或函数来实现。

风险模型根据不同的安全级别来计算数据传输时的风险概率。

信道模型用于计算从基站到用户设备的信道条件。对于传输特定大小的多媒体数据，用户设备的传输条件越好，数据传输速率越大；传输时间越短，数据接收能耗越小。

资源分配模型利用Lyapunov随即优化技术对MEC系统中的计算资源和带宽资源进行分配。

本发明方法的具体步骤是：

步骤1、建立MEC环境下的企业多媒体安全和性能感知的资源分配架构：

在MEC环境中考虑单个基站和n个用户设备UE，其中UE＝{UE₁，...，UE_i，...，UE_n}。每个UE_i由两个队列组成：前端队列和后端队列在每个持续时间T_slot中，基站决定计算资源分配和数据传输。

步骤2、执行机密性和完整性服务：