一种基于加密计算区块链的元宇宙多维算力卸载方案制造技术

本发明专利技术涉及元宇宙算力卸载计算领域，尤其涉及一种基于加密计算区块链的元宇宙多维算力卸载方案，通过引入区块链来规范并记录算力卸载行为，并且将云计算和边缘计算进行结合，通过三层五维信用评分算法根据节点的信用分将其分配到适配的计算层中进行计算，保证系统的安全性。并提出基于基尼系数的时间贪心算法保证了算力分配过程中的公平性。对于个人用户来说，本发明专利技术能使得个人用户无需购买高昂的硬件设备便可通过算力卸载随时随地加入到元宇宙环境中，并且保证了卸载环境的安全和实时性。对于元宇宙系统来说，本发明专利技术不仅能帮助系统筛选恶意节点，抵御外部攻击，并且通过公平高效的分配方法使得系统的效益大大提升。高效的分配方法使得系统的效益大大提升。高效的分配方法使得系统的效益大大提升。

【技术实现步骤摘要】
一种基于加密计算区块链的元宇宙多维算力卸载方案


[0001]本专利技术涉及元宇宙算力卸载计算领域，尤其涉及一种基于加密计算区块链的元宇宙多维算力卸载方案。

技术介绍

[0002]宇宙是创建与现实世界映射和交互的虚拟世界，其中各场景的建模需要大量的算力来进行渲染这也需要强大的算力作为支撑。总的来说，算力是构建元宇宙最重要的基础设施。而当个人用户设备无法进行实时更新导致其无法承担高计算量的情况下会遭受频繁卡顿甚至断开连接，影响用户的沉浸体验，这也成为了元宇宙发展的一大阻碍。
[0003]目前一些科技公司提出通过云计算来解决这类问题，用户将个人数据上传到云端获得计算结果。但由于数据上传到第三方数据库以及与云端遥远的传送距离，云计算也面临着个人信息泄漏、反馈速度慢的问题。而当采用边缘计算进行算力卸载时，虽然可以保证数据的及时反馈，但由于边缘服务器由不同的第三方提供，其互相的信任很难达成一致，并且边缘设备更容易受到攻击。
[0004]在算力卸载过程中，第三方设备互相不信任从而造成卸载的低效率；并且在卸载的过程中缺乏对恶意节点的监控和惩处，使得系统遭受攻击；即使出现惩处行为，由于没有一定的容忍度，容易出现处罚过重，出现将善意节点踢出市场，造成优质用户永久流失。并且在卸载过程中，无法兼顾公平性和高效性，使得系统的效率偏低。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中所存在的不足，本专利技术提供一种基于加密计算区块链的元宇宙多维算力卸载方案，引入区块链来规范并记录算力卸载行为，并且将云计算和边缘计算进行结合，通过三层五维信用评分算法根据节点的信用分将其分配到适配的计算层中进行计算，保证系统的安全性。并提出基于基尼系数的时间贪心算法保证了算力分配过程中更加公平和迅速，保证交易的公平性以及数据处理的实时性。对于个人用户来说，本专利技术能使得个人用户无需购买高昂的硬件设备便可通过算力卸载随时随地加入到元宇宙环境中，并且保证了卸载环境的安全和实时性。对于元宇宙系统来说，本专利技术不仅能帮助系统筛选恶意节点，抵御外部攻击，使得系统的安全进一步得到保障，并且通过公平高效的分配方法使得系统的效益大大提升。
[0006]根据本专利技术的实施例，一种基于加密计算区块链的元宇宙多维算力卸载方案，包括以下步骤：
[0007]S1：架设元宇宙算力卸载系统模型，所述系统模型包括：云服务层、边缘服务层、设备层、合约层以及区块链层；
[0008]S2：在合约层中，设置有个人信息维度、系统时间维度、云计算维度、边缘计算维度以及惩罚维度，来对节点在元宇宙中与系统的交互行为建立信用分；节点每次与系统发生交互后，各维度根据节点与系统交互的具体行为，对节点的信用分进行累加以及删减的混
合计算，动态更新节点的信用分；
[0009]S3：在合约层中，设置有若干个信用分阈值，节点更新信用分后，依照各维度对节点更新的信用分累加后的总分值与信用分阈值的比较，将节点定义为高危节点、观察节点以及优质节点。
[0010]进一步的，步骤S2具体为：
[0011]S2.1：节点进入系统，系统模型中的区块链层赋予节点相应的身份信息，并为节点建立信用分档案；
[0012]S2.2：节点需上传用户个人信息，个人信息维度根据个人信息的完整性以及验证后的真实性，更新节点的信用分；节点上传用户个人信息越完整，真实性越高，信用分越高；若节点未上传至少一条用户个人信息，则会被强制登出，并且无法获得信用分；
[0013]S2.3：节点进入系统后，系统时间维度根据节点进入系统的时间，更新节点的信用分；节点进入系统时间越长，信用分越高；
[0014]S2.4：设定两组节点信用分，分别记为第一信用分阈值和第二信用分阈值；
[0015]根据节点现有的系统时间维度以及个人信息维度的信用分的总值，先与第一信用分阈值进行比较；
[0016]若总值小于第一信用分阈值，此时将节点定义为高危节点，节点返回步骤S2.2；
[0017]若总值大于第一信用分阈值，小于第二信用分阈值，此时将节点定义为观察节点，将节点送入云计算层进行算力卸载；
[0018]若总值大于第二信用分阈值，此时将节点定义为优质节点，将节点送入边缘计算层进行卸载；
[0019]其中，第一信用分阈值需大于节点在系统时间维度中能够更新的信用分的最大值；
[0020]S2.5：当节点在云计算层/边缘计算层中进行算力卸载时，节点数据传输至合约层，合约层将数据处理后打包给云计算层/边缘计算层进行计算；而后云计算层/边缘计算层返回计算结果，合约层将结果返回给节点，节点支付相应报酬；
[0021]如果交易完成，更新节点的信用分，之后进入惩罚维度，根据惩罚算法，再次更新节点的信用分；之后节点选择是否退出系统，不退出则返回S2.2。
[0022]进一步的，个人信息维度内设置有N(N≥2)个板块，用于对节点上传的个人用户信息进行评分；每个版块具有不同的分值，用户每填写一个版块便会增加信用分，总分值为IS；则个人信息维度更新节点的信用分总分值IS的计算公式为：
[0023]IS＝A*Oa+B*Ob+C*Oc
……
+N*On(1)
[0024]式(1)中：IS——个人信息维度更新节点的信用分的总分值；
[0025]A、B、C
……
N——各版块具体分值；
[0026]Oa、Ob、Oc
……
On——各版块完成度。
[0027]进一步的，
[0028]系统时间维度根据节点进入系统的时间来更新节点的信用分，当节点拥有X(X＞0)点信用分时，开始激活信用分的增加；通过设立一个时间段Tg，节点加入系统的时间每过Tg时便在系统时间维度更新节点的信用分总分值TS上增加U分，上限为P分，U＜P，且IS/P≥3；则系统时间维度更新节点的信用分总分值TS的计算公式为：
[0029][0030]式(2)中：TS——系统时间维度更新节点的信用分的总分值；
[0031]P——系统时间维度增加信用分的上限分值；
[0032]U——系统时间维度每过Tg时增加的信用分的分值量。
[0033]5、如权利要求4所述的一种基于加密计算区块链的元宇宙多维算力卸载方案，其特征在于，
[0034]将用户在系统时间维度以及个人信息维度更新的信用分进行累加，并将累加后的信用分总值与第一信用分阈值F1以及第二信用分阈值F2进行比较，当总值大于第一信用分阈值，小于第二信用分阈值，则节点在云计算层进行算力卸载；在云计算维度中，信用分的更新总分值CS与节点在云计算层中卸载的任务总大小TCS有关，计算公式为：
[0035][0036]式(3)中：CS——云计算维度更新节点的信用分的总分值；
[0037]TCS——节点在云计算层中卸载的任务总大小。
[0038]进一步的，
[0039]将用户在系统时间维度以及个人信息维度更新的信用分进行累加，并将累加后的信用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于加密计算区块链的元宇宙多维算力卸载方案，其特征在于，包括以下步骤：S1：架设元宇宙算力卸载系统模型，所述系统模型包括：云服务层、边缘服务层、设备层、合约层以及区块链层；S2：在合约层中，设置有个人信息维度、系统时间维度、云计算维度、边缘计算维度以及惩罚维度，来对节点在元宇宙中与系统的交互行为建立信用分；节点每次与系统发生交互后，各维度根据节点与系统交互的具体行为，对节点的信用分进行累加以及删减的混合计算，动态更新节点的信用分；S3：在合约层中，设置有若干个信用分阈值，节点更新信用分后，依照各维度对节点更新的信用分累加后的总分值与信用分阈值的比较，将节点定义为高危节点、观察节点以及优质节点。2.如权利要求1所述的一种基于加密计算区块链的元宇宙多维算力卸载方案，其特征在于，步骤S2具体为：S2.1：节点进入系统，系统模型中的区块链层赋予节点相应的身份信息，并为节点建立信用分档案；S2.2：节点需上传用户个人信息，个人信息维度根据个人信息的完整性以及验证后的真实性，更新节点的信用分；节点上传用户个人信息越完整，真实性越高，信用分越高；若节点未上传至少一条用户个人信息，则会被强制登出，并且无法获得信用分；S2.3：节点进入系统后，系统时间维度根据节点进入系统的时间，更新节点的信用分；节点进入系统时间越长，信用分越高；S2.4：设定两组节点信用分，分别记为第一信用分阈值和第二信用分阈值；根据节点现有的系统时间维度以及个人信息维度的信用分的总值，先与第一信用分阈值进行比较；若总值小于第一信用分阈值，此时将节点定义为高危节点，节点返回步骤S2.2；若总值大于第一信用分阈值，小于第二信用分阈值，此时将节点定义为观察节点，将节点送入云计算层进行算力卸载；若总值大于第二信用分阈值，此时将节点定义为优质节点，将节点送入边缘计算层进行卸载；其中，第一信用分阈值需大于节点在系统时间维度中能够更新的信用分的最大值；S2.5：当节点在云计算层/边缘计算层中进行算力卸载时，节点数据传输至合约层，合约层将数据处理后打包给云计算层/边缘计算层进行计算；而后云计算层/边缘计算层返回计算结果，合约层将结果返回给节点，节点支付相应报酬；如果交易完成，更新节点的信用分，之后进入惩罚维度，根据惩罚算法，再次更新节点的信用分；之后节点选择是否退出系统，不退出则返回S2.2。3.如权利要求2所述的一种基于加密计算区块链的元宇宙多维算力卸载方案，其特征在于，个人信息维度内设置有N(N≥2)个板块，用于对节点上传的个人用户信息进行评分；每个版块具有不同的分值，用户每填写一个版块便会增加信用分，总分值为IS；则个人信息维度更新节点的信用分总分值IS的计算公式为：IS＝A*Oa+B*Ob+C*Oc
……
+N*On
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(1)
式(1)中：IS——个人信息维度更新节点的信用分的总分值；A、B、C
……
N——各版块具体分值；Oa、Ob、Oc
……
On——各版块完成度。4.如权利要求3所述的一种基于加密计算区块链的元宇宙多维算力卸载方案，其特征在于，系统时间维度根据节点进入系统的时间来更新节点的信用分，当节点拥有X(X＞0)点信用分时，开始激活信用分的增加；通过设立一个时间段Tg，节点加入系统的时间每过Tg时便在系统时间维度更新节点的信用分总分值TS上增加U分，上限为P分，U＜P，且IS/P≥3；则系统时间维度更新节点的信用分总分值TS的计算公式为：式(2)中：TS——系统时间维度更新节点的信用分的总分值；P——系统时间维度增加信用分的上限分值；U——系统时间维度每过Tg时增加的信用分的分值量。5.如权利要求4所述的一种基于加密计算区块链的元宇宙多维算力卸载方案，其特征在于，将用户在系统时间维度以及个人信息维度更新的信用分进行累加，并将累加后的信用分总值与第一信用分阈值F1以及第二信用分阈值F2进行比较，当总值大于第一信用分阈值，小于第二信用分阈值，则节点在云计算层进行算力卸载；在云计算维度中，信用分的更新总分值CS与节点在云计算层中卸载的任务总大小TCS有关，计算公式为：式(3)中：CS——云计算维度更新节点的信用分的总分值；TCS——节点在云计算层中卸载的任务总大小。6.如权利要求4或5所述的一种基于加密计算区块链的元宇宙多维算力卸载方案，其特征在于，将用户在系统时间维度以及个人信息维度更新的信用分进行累加，并将累加后的信用分总值与第一信用分阈值F1以及第一信用分阈值F2进行比较，若总值大于第二信用分阈值，则节点在边缘计算层进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：高英，苏思捷，陈彦丹，潘乔峰，宋彬杰，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：