[发明专利]一种基于区块链的雾网络中任务卸载优化方法

权利要求书

1.一种基于区块链的雾网络中任务卸载优化方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

建立一个基于区块链的雾网络，由设备层、雾服务层和云服务层组成；

设备层由SMEs组成，包括智能手机、智能穿戴设备和智能车辆；

雾服务层包括N个FSs，用集合Ω_a＝{F₁,F₂,...,F_n,...,F_N},n＝1,2,...,N表示；在FS_n的覆盖范围内有K个SME，用集合Ψ_a＝{S_n,1,S_n,2,...,S_n,k,...,S_n,K},k＝1,2,...,K表示；S_n,k表示FS_n覆盖范围内的SME k；

所述雾网络中存在两种卸载方式，即卸载到FS或D2D设备群组；用向量δ＝{δ_n,1,δ_n,2,...,δ_n,k,...,δ_n,K,},k＝1,2,...,K，在FS_n的覆盖范围内有K个SME，δ_n,k∈{0,1}表示卸载方式，δ_n,k＝0表示S_n,k卸载到D2D设备群组，即卸载方式0；δ_n,k＝1表示S_n,k卸载到FS，即卸载方式1；

步骤201：系统初始化；

步骤202：SMEs在LBS注册成为合法实体，LBS授予身份地址I_n,k和证书C_n,k，能够唯一表示SMEk；然后，将公钥PK_n,k和私钥SK_n,k，＜PK_n,k,SK_n,k＞，以及用于实现资源货币交易的钱包地址{WAL_n,k}发送给SMEs；

步骤203：SMEs向LBS申请加入区块链网络；

步骤204：LBS验证SMEs节点是否有效，验证通过则同意加入网络，反之不作响应；

步骤205：通过LBS验证其认证之后，SMEs将资源需求发送给LBS，FSs将可用资源和QoS约束发送给LBS，LBS将可用资源、资源需求和QoS约束写入资源交易的智能合约；

步骤206：自动触发智能合约，SMEs选择将任务卸载到附近的FSs或D2D设备群组；

步骤207：S_n,k选择卸载到D2D设备群组，即卸载方式0；

步骤208：S_n,k选择附近的D2D设备群组对卸载请求消息R_n,k进行数字签名，再将R_n,k和数字签名用S_n,k的私钥进行加密，发送给D2D设备群组；

步骤209：D2D设备群组用S_n,k的公钥解密并验证数字签名以及交易，验证通过则执行计算任务A_n,k，否则不对卸载请求消息作出响应；

步骤210：D2D设备群组执行计算任务，并将计算结果返回给S_n,k；

步骤211：根据资源交易的智能合约得出资源价格，S_n,k按价格支付给D2D设备群组一定数量的资源硬币；

步骤212：S_n,k选择卸载到附近的FSs，即卸载方式1；

步骤213：S_n,k选择雾服务器FS_n，对卸载请求消息R_n,k进行数字签名，再将R_n,k和数字签名用S_n,k的私钥进行加密发送给FS_n；

步骤214：FS_n用S_n,k的公钥解密并验证数字签名以及交易，验证通过则执行卸载任务A_n,k，否则不对卸载请求消息作出响应；

步骤215：FS_n执行计算任务并将计算结果返回给S_n,k；

步骤216：根据资源交易的智能合约得出的资源价格，S_n,k按价格支付给FS_n一定数量的资源硬币，资源硬币从S_n,k的钱包地址转移到FS_n的钱包地址；

步骤217：SMEs对其被覆盖区域内的FSs进行投票，一人一票，SME投票的权重与股权值无关；

步骤218：票数前M名的FSs作为验证集，其中包括一个管理器和M-1个验证器

步骤219：验证集中的M个FSs轮流充当管理器

步骤220：S_n,k将交易记录发送到关联的FS_n；

步骤221：FS_n将交易记录广播；

步骤222：管理器构建一个由所有事务组成的新区块，进行签名后广播给区块链系统中的验证器

步骤223：接收到新区块的验证器将根据哈希值和数字签名来验证其正确性；

步骤224：管理器从超过三分之二的验证器接收到提交消息；

步骤225：管理器将新的区块添加时间戳放入区块链中；

步骤226：验证器仅将区块头内容，包括上一区块哈希值，当前区块哈希值，时间戳，梅克尔根值返回到SMEs，以节省SMEs的存储空间；

步骤227：结束。