[发明专利]一种基于区块链和可信执行环境的边缘计算框架

说明书

本发明公开了一种基于区块链和可信执行环境的边缘计算框架，将这状态，存储和计算三部分分离，构建一个状态，存储，计算相互分离又相辅相成的系统框架，整个系统框架中主要有6个实体：一、数据拥有者；二、数据使用者；三、边缘计算节点TEE；四、分布式数据存储服务；五、分布式密钥管理TEE；六、区块链。本发明以一个全新的状态，存储和计算分离的边缘计算框架，通过区块链记录数据使用并维护全局计算状态，保证计算状态的连续性，以及数据使用的不可篡改性，通过分布式存储服务保证用户数据的安全和完整性存储，并通过TEE提高隐私计算的效率并保证计算安全。

技术领域

本发明涉及可信执行环境领域，特别涉及一种基于区块链和可信执行环境的边缘计算框架。

背景技术

在过去的十年内，云计算在云端整合了计算资源，提供了动态可扩展的计算，存储和网络管理服务，基于云的运用也推动了许多互联网公司的增长。但近年来随着5G，物联网技术的不断发展，设备产生的数据量不断增大，传统的云计算中集中式处理无法满足要求，具体体现在：1用户需要将大量数据发送到云端进行处理，网络带宽难以保障大量的数据传输。2云端数据中心进行大量的密集计算需要消耗大量的电量，导致极大的能源消耗问题。3.延迟敏感的应用程序无法容忍将数据上传带来的高延迟。4.在传统的云计算中，私人数据被存储到云计算中心，个人隐私数据暴露的风险很高。

基于上述问题，边缘计算应运而生。边缘计算指的是将计算任务分配给靠近数据源的计算设备，降低了云计算中心的计算负载，提高了数据处理的效率，边缘计算可以实现移动性支持，位置感知和低延迟，有望成为下一代互联网的关键技术。

由于传统的云端数据保护机制不再适用于边缘设备的数据安全，当用户隐私信息被下放到大量边缘计算节点时，边缘计算节点便拥有了隐私数据，成为了新的“数据所有者”，边缘计算节点就可以任意的使用数据或将数据传递给他人。不仅如此，在计算过程中，边缘计算节点同样面临着数据泄露的风险，攻击者可以恶意入侵边缘计算节点来窃取私密数据或者篡改数据，进而造成隐私泄露，甚至会引发更加严重的后果。因此需要将数据的所有权和使用权分离，并保证数据使用过程中的计算安全。而在一些状态连续或者需要多方参与的场景下，例如不同区域的银行根据借贷人上个季度信用评分以及当前季度信用报告评估借贷人信用，边缘计算需要在不同的边缘计算节点中进行计算转移，在异构的边缘计算节点内进行状态传递十分困难，因此还需要维护一个全局的计算状态，以保证可持续性的边缘计算。

因此需要一个既能解决边缘计算隐私数据保护问题，又能保证边缘计算状态可持续性的方案，迄今为止没有合适的方法保证这些特性，因此出现了许多针对边缘计算的攻击方式。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于区块链和可信执行环境的边缘计算框架，以一个全新的状态，存储和计算分离的边缘计算框架，通过区块链记录数据使用并维护全局计算状态，保证计算状态的连续性，以及数据使用的不可篡改性，通过分布式存储服务保证用户数据的安全和完整性存储，并通过TEE提高隐私计算的效率并保证计算安全。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明一种基于区块链和可信执行环境的边缘计算框架，将这状态，存储和计算三部分分离，构建一个状态，存储，计算相互分离又相辅相成的系统框架，整个系统框架中主要有6个实体：

一、数据拥有者：数据拥有者即为隐私数据的提供者，数据拥有者可以在保证隐私数据不泄露的条件下，有偿的将这些私人数据提供给需要分析数据的数据使用者；

二、数据使用者：数据使用者通过在区块链上发布智能合约，智能合约中指明自己需要的数据类型与相应的报酬，希望可以与数据拥有者进行数据匹配，以达到使用用户隐私数据进行相应分析的目的；