[发明专利]一种基于区块链的蜂窝网络安全交易平台

说明书

本发明公开了一种基于区块链的蜂窝网络安全交易平台，使用用户协作缓存调度策略缓解核心网络压力，用户在运行过程中也同样会产生多种多样的高性能计算需求，用协作计算模型解决计算任务；基于PBFT共识协议的蜂窝网络安全交易平台，通过将资源用户成为共识节点的方式，激励资源用户分享硬盘空间和计算资源，建立节点间的诚信度模型；通过基于PBFT算法的区块链共识协议，将整个区块链吞吐量优化问题，拆解成由缓存策略优化以及计算资源分享两个子问题，采用基于分层强化学习的方法进行求解。将两个强化学习过程进行嵌套，子问题在不断收敛的过程中，会不断引导主问题往更优的状态进行收敛，使用的分层强化学习方法。

技术领域

本发明属于边缘计算、区块链领域，特别涉及一种基于强化学习优化的、确保交易安全性的区块链交易平台。

背景技术

随着通信技术和智能设备的飞速发展，各种服务于用户的高级需求被挖掘，用户对网络流量和设备计算能力的需求也在飞速增加。边缘缓存和计算卸载是具有潜力的技术，可以极大的减轻回程链路的压力和提升用户服务的响应速度。但是，用户与用户之间进行大量的数据交换和资源交易，存在数据安全与隐私防护问题，比如，用户的身份信息和访问记录，容易被恶意用户利用。同时，缺乏有效的奖励机制，用户参与蜂窝网络的贡献过程中，很难获得即时的奖励，用户积极性不高。

用户与用户之间分享内容往往依赖社会关系，通常只会分享给身边的朋友亲人，但对于身边需要资源的陌生人难以进行安全、可靠的分享。原因主要有两点，一、缺乏可靠的激励机制，用户不能从分享资源的过程中获得奖励。二、用户间分享过程中缺乏安全传输规范，用户在传输过程中隐私得不到保证。

区块链技术在解决上述两个问题中有着先天的技术优势。一、区块链技术可以通过“挖矿”等手段对产生区块的用户提供实时奖励，用户也可以通过区块链技术进行点对点的交易，通过出售自己闲置的计算资源换取奖励，通过这些方法，参与到蜂窝网络建设的用户都可以得到实时的奖励。二、区块链技术的安全性，在区块链平台的交易过程中，用户与用户之间都通过虚拟账户进行交易，用户的真实信息被保护，同时，一旦写入区块链的交易无法被篡改，保证了交易的安全性，所以区块链技术也可以解决用户在分享过程中的安全问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于区块链技术的蜂窝网络安全交易平台，其中区块链系统作为可信的第三方，在不同的控制器之间收集和同步网络范围内的视图。为了提高区块链系统的吞吐量，联合考虑了区块链共识节点和控制器的信任特性以及系统的计算能力。针对传统方法难以解决联合问题的问题，提出了一种新的分层DQN方法来解决该问题。

本发明采用的技术方案为一种基于区块链的蜂窝网络安全交易平台，实现该平台的模型包括用户协作缓存模型、用户协作计算模型、系统节点诚信度模型、基于PBFT的共识协议和基于强化学习的问题求解算法。在典型蜂窝网络场景中，使用用户协作缓存调度策略缓解核心网络压力，用户在运行过程中也同样会产生多种多样的高性能计算需求，因此用协作计算模型解决计算任务；为确保用户之间数据传输和个人隐私安全，部署基于区块链技术的资源交易安全性平台；基于PBFT共识协议的蜂窝网络安全交易平台，通过将资源用户成为共识节点的方式，激励资源用户分享自己的硬盘空间和计算资源，同时也保证了数据交换时可能面临的数据安全问题；考虑系统中共识节点和控制器的信任特性，建立节点间的诚信度模型；通过基于PBFT算法的区块链共识协议，所有交易被认证，添加到区块链上；将整个区块链吞吐量优化问题，拆解成由缓存策略优化以及计算资源分享两个子问题，采用基于分层强化学习的方法进行求解。

用户协作缓存模型中：