一种公平的基于区块链的双向组合云资源分配方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种公平的基于区块链的双向组合云资源分配方法，涉及到n个云用户U＝{u1,…,un}，m个云供应商P＝{p1,…,pm}，其中ui表示第i个用户，1≤i≤n；pj表示第j个用户，1≤j≤m；其特征在于，该分配方法包括：初始化阶段、报价阶段、匹配和定价阶段、支付阶段、争端阶段。本发明专利技术还公开了一种公平的基于区块链的双向组合云资源分配系统。本发明专利技术在出价阶段基于承诺机制保证用户和云供应商公开的投标信息不可伪造，通过资金惩罚的方式实现用户之间的公平性；在出现争端阶段，借助区块链交易的可延迟执行特点，同时借助裁定者实现云用户和云供应商之间交易的公平性；总体实现了云用户和云用户、云供应商和云供应商以及云用户和云供应商之间的公平性。

A Fair Bidirectional Composite Cloud Resource Allocation Method and System Based on Block Chain

The invention discloses a fair two-way combined cloud resource allocation method based on block chain, involving n cloud users U={u1,... M cloud providers P={p1,... (pm}, where UI represents the first user, 1 < I < n; PJ represents the jth user, 1 < J < m; and the allocation method includes initialization stage, quotation stage, matching and pricing stage, payment stage and dispute stage. The invention also discloses a fair two-way combined cloud resource allocation system based on block chain. The invention guarantees that the bidding information disclosed by users and cloud providers can not be forged at the bidding stage based on the commitment mechanism, and achieves fairness among users by means of capital punishment; at the stage of disputes, it achieves fairness of transactions between cloud users and cloud providers by means of the delayed execution characteristics of block chain transactions, and at the same time, it achieves fairness of transactions between cloud users and cloud providers by means of adjudicators; and Fairness among households, cloud providers and cloud providers, as well as between cloud users and cloud providers.

【技术实现步骤摘要】
一种公平的基于区块链的双向组合云资源分配方法及系统
本专利技术涉及网络与信息安全
，尤其涉及一种公平的基于区块链的双向组合云资源分配方法及系统。
技术介绍
云计算是一种通过因特网提供服务的流行范例，以互联网为媒介，为云用户提供虚拟化资源。随着云计算的发展，全球各大企业开始为用户提供云计算服务，如亚马逊，国内的阿里巴巴。目前这些企业采用的都是基于固定价格模式提供服务，随着云计算机市场规模不断扩大，由于这种交易模式缺乏灵活性，无法满足卖家日益增加的多源异构需求，不能反映市场的供需变化，同时也不是经济有效型的。为了解决这个问题，研究人员将传统的拍卖技术与云计算结合，弥补固定价格带来的缺陷。但是目前云拍卖方式并未对买家和卖家的报价信息进行保护，对方可以通过窃听攻击，了解对方的报价，可以针对具体的拍卖规则提出报价，从而最大化自己的利益。同时目前大部分云拍卖方式集中于云拍卖分配策略和定价策略的研究，而并未对云用户购买云供应商产品的保护，云用户可能支付但是没有收到相应产品又或者云供应商发送了产品但是并没有收到付款。为了解决这两个问题，引入了新的技术和方法-区块链和承诺机制。区块链保证了信息的不可篡改性，同时保证了没有第三方能够随意改动数据。同时将承诺机制与区块链结合，实现了云用户和云用户、云供应商和云供应商、云用户和云供应商之间的公平，保证了即使云用户之间、云供应商之间看到了对方的报价，仍然只能公开自己最原始的报价，同时也保证了云用户和云供应商之间交易的公平性，云用户在购买过程中利益不会受损、发送了合格产品的云供应商一定会获得对应的收费。本专利技术不同于以往区块链实现公平性交易的时间消耗O(mn)方式，本专利技术借助智能合约这项新技术，实现了即使在交易数量为O(mn)级别的情况下，依然保证了执行时间为常数级，极大地提高了执行过程的效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种公平的基于区块链的双向组合云资源分配方法及系统，通过区块链实现了云用户和云用户之间、云供应商和云供应商之间、云用户和云供应商之间的公平性，同时保证了交易的有效性，以及该过程的稳定性。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种公平的基于区块链的双向组合云资源分配方法，涉及到n个云用户U＝{u1,…,un}，m个云供应商P＝{p1,…,pm}，其中ui表示第i个用户，1≤i≤n；pj表示第j个用户，1≤j≤m；该分配方法包括：S1、初始化阶段：云用户ui、云供应商pj和裁定者A基于椭圆曲线签名算法生成自己的公私钥和(pkA,skA)；云用户和云供应商各准备一个价值为和未赎回的交易和S2、报价阶段：云用户和云供应商基于承诺机制，隐藏自己的报价信息，并将隐藏后报价和含有一定金额未赎回的交易一同发送至智能合约；云用户和云供应商要在规定的时间内公开自己的报价，否则不能拿回自己发送至智能合约的资金；S3、匹配和定价阶段：智能合约根据云用户和云供应商的报价匹配云用户和云供应商，并为他们定价；S4、支付阶段：云用户ui发送一笔与定价相符的交易TxPayment,并发送一个可以消耗TxPayment交易的TxFee交易的签名给云供应商云供应商发送云产品给云用户，云用户收到产品，并确认是否合格；云供应商提取费用；S5、争端阶段：如果支付过程出现争端，裁定者出现解决争端，帮助云用户获取合格产品，如果未收到合格产品帮助云用户拿回费用。作为本专利技术的优选方式之一，所述的报价阶段中具体包括：(1)报价承诺阶段：每个用户都将自己的资源属性、资源数量、出价和时间哈希计算出承诺值；(2)公开报价阶段：云用户和云供应商在规定时间t1前公开自己的报价，否则不能取回自己的承诺金。作为本专利技术的优选方式之一，在所述报价承诺阶段中：对于云用户ui，有如下操作：将资源属性资源数量出价bi和时间ti级联后哈希计算出承诺并将承诺Hi和承诺金打包生成TxCommitment交易发送至智能合约。作为本专利技术的优选方式之一，在所述报价承诺阶段中：对于云供应商dj，有如下操作：将资源属性资源数量和出价bj级联后哈希计算出承诺并将承诺Hj和承诺金打包生成TxCommitment交易发送至智能合约。作为本专利技术的优选方式之一，在所述的公开报价阶段中：对于云用户ui，有如下操作：将原始出价数据在规定时间t1内通过交易TxOpen发送至智能合约，满足智能合约指定条件：H(x)＝Hi，就可以拿回自己的承诺金；如果没有在t1时间内发送至智能合约，智能合约就可以自动生成交易，将未公开秘密的云用户的承诺金补偿给公开秘密的云用户；公开秘密的云用户可以在t1时间之后，通过发送交易TxCompensation获得补偿金，用于补偿未公开秘密的用户查看公开秘密用户的秘密。作为本专利技术的优选方式之一，在所述的公开报价阶段中：对于公开秘密的云供应商pj，有如下操作：将原始出价数据在规定时间t1内通过交易TxOpen发送至区块链，满足智能合约指定条件：H(x)＝Hj，就可以拿回自己的承诺金；如果未在t1时间内发送TxOpen交易至智能合约，其他公开秘密的云供应商就可以通过TXCompensation获得补偿。作为本专利技术的优选方式之一，在所述的匹配和定价阶段中：匹配阶段包括：云用户排序：计算每个云用户ui的总数量其中可以是CPU的处理性能、存储容量、带宽或者内存，然后计算出价密度各个云用户按照降序排序后的结果为(u1,…,ui)，有更高出价密度的代理人会有更高的优先级；i∈{1,…,n}；云供应商排序：计算每个供应商pj的总数量然后计算出价密度各个供应商按照升序排序后的结果为(p1,…,pi)，有较低出价密度的供应商会有更高的优先级；j∈{1,…,m}；资源分配：从用户(u1,…,ui)列表中选取第一个云用户，同时从供应商(p1,…,pi)列表中选取第一个供应商，确认供应商是否能解决用户的请求；具体操作如下：云用户的第一个属性与供应商的第一个属性aj1比较，如果供应商的属性大于等于代理人的属性并且数量满足要求如果满足条件，查看下一个用户要求，如果第一个供应商不能满足用户所有需求，查看第二个供应商是否满足用户全部需求；对于下一个云用户，也采取同样的方式；定价阶段具体包括：云用户平均价格：计算云用户ui总的请求总数量然后计算云用户ui的平均价格云供应商平均价格：计算供应商dj总的请求总数量然后计算供应商dj的平均价格平均交易价格：计算云用户ui和供应商dj之间的平均价格供应商dj提供给云用户ui所有的分配数量等于ui请求的总数量云用户ui和供应商dj之间支付价格为其中i∈{1,…,n}，j∈{1,…,m}。作为本专利技术的优选方式之一，所述支付阶段具体包括：支付：每个成功匹配上的云用户准备一个价值为最终交易价格的交易；对于用户ui准备一个价值为的交易用于支付云产品；云用户ui将TxPayment交易发送至智能合约上；并签署交易发送给云供应商pj；产品发送：pj查看在时间t2之前TxPayment交易是否发送至智能合约上，金额正确，并且收到对应的取钱签名并在t3时刻之前发送产品给云用户ui；如果云供应商未在t3时刻之前发送产品给云用户，转至阶段S5；产品验证：云用户ui收到产品，验证可用；如果产品不合格，转至阶段S5；收取费用：云供应商本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种公平的基于区块链的双向组合云资源分配方法，涉及到n个云用户U＝{u1,…,un}，m个云供应商P＝{p1,…,pm}，其中ui表示第i个用户，1≤i≤n；pj表示第j个用户，1≤j≤m；其特征在于，该分配方法包括：S1、初始化阶段：云用户ui、云供应商pj和裁定者A基于椭圆曲线签名算法生成自己的公私钥

【技术特征摘要】
1.一种公平的基于区块链的双向组合云资源分配方法，涉及到n个云用户U＝{u1,…,un}，m个云供应商P＝{p1,…,pm}，其中ui表示第i个用户，1≤i≤n；pj表示第j个用户，1≤j≤m；其特征在于，该分配方法包括：S1、初始化阶段：云用户ui、云供应商pj和裁定者A基于椭圆曲线签名算法生成自己的公私钥和(pkA,skA)；云用户和云供应商各准备一个价值为和未赎回的交易和S2、报价阶段：云用户和云供应商基于承诺机制，隐藏自己的报价信息，并将隐藏后报价和含有一定金额未赎回的交易一同发送至智能合约；云用户和云供应商要在规定的时间内公开自己的报价，否则不能拿回自己发送至智能合约的资金；S3、匹配和定价阶段：智能合约根据云用户和云供应商的报价匹配云用户和云供应商，并为他们定价；S4、支付阶段：云用户ui发送一笔与定价相符的交易TxPayment,并发送一个可以消耗TxPayment交易的TxFee交易的签名给云供应商云供应商发送云产品给云用户，云用户收到产品，并确认是否合格；云供应商提取费用；S5、争端阶段：如果支付过程出现争端，裁定者出现解决争端，帮助云用户获取合格产品，如果未收到合格产品帮助云用户拿回费用。2.根据权利要求1所述的公平的基于区块链的双向组合云资源分配方法，其特征在于，所述的报价阶段中具体包括：(1)报价承诺阶段：每个用户都将自己的资源属性、资源数量、出价和时间哈希计算出承诺值；(2)公开报价阶段：云用户和云供应商在规定时间t1前公开自己的报价，否则不能取回自己的承诺金。3.根据权利要求2所述的公平的基于区块链的双向组合云资源分配方法，其特征在于，在所述报价承诺阶段中：对于云用户ui，有如下操作：将资源属性资源数量出价bi和时间ti级联后哈希计算出承诺并将承诺Hi和承诺金打包生成TxCommitment交易发送至智能合约。4.根据权利要求2所述的公平的基于区块链的双向组合云资源分配方法，其特征在于，在所述报价承诺阶段中：对于云供应商dj，有如下操作：将资源属性资源数量和出价bj级联后哈希计算出承诺并将承诺Hj和承诺金打包生成TxCommitment交易发送至智能合约。5.根据权利要求2所述的公平的基于区块链的双向组合云资源分配方法，其特征在于，在所述的公开报价阶段中：对于云用户ui，有如下操作：将原始出价数据在规定时间t1内通过交易TxOpen发送至智能合约，满足智能合约指定条件：H(x)＝Hi，就可以拿回自己的承诺金；如果没有在t1时间内发送至智能合约，智能合约就可以自动生成交易，将未公开秘密的云用户的承诺金补偿给公开秘密的云用户；公开秘密的云用户可以在t1时间之后，通过发送交易TxCompensation获得补偿金，用于补偿未公开秘密的用户查看公开秘密用户的秘密。6.根据权利要求2所述的公平的基于区块链的双向组合云资源分配方法，其特征在于，在所述的公开报价阶段中：对于公开秘密的云供应商pj，有如下操作：将原始出价数据在规定时间t1内通过交易TxOpen发送至区块链，满足智能合约指定条件：H(x)＝Hj，就可以拿回自己的承诺金；如果未在t1时间内发送TxOpen交易至智能合约，其他公开秘密的云供应商就可以通过TXCompensation获得补偿。7.根据权利要求1所述的公平的基于区块链的双向组合云资源分配方法，其特征在于，在所述的匹配和定价阶段中：匹配阶段包括：云用户排序：计算每个云用户ui的总数量其中可以是CPU的处理性能、存储容量、带宽或者内存，然后计算出价密度各个云用户按照降序排序后的结果为(u1,…,ui)，有更高出价密度的代理人会有更高的优先级；i∈{1,…,n}；云供...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志立，丁伟，仲红，田苗苗，许艳，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34