CN101873344A - 集中式块交换p2p文件共享系统及其促使节点供种的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种集中式块交换P2P文件共享系统和促使节点供种的方法，包括：多一种集中式块交换P2P文件共享系统，包括：多个节点，其中多个节点中的初始节点使用密钥信息对文件块进行加密，并将文件块对应的密钥信息传送给服务器，多个节点中的某个节点通过服务器和其他节点建立点对点的连接，获取加密的文件块，向服务器请求加密密钥；并且向服务器请求加密密钥来对文件块进行解密，获得原始文件；服务器，用于向每个节点返回其他节点的信息，维护文件块的加密密钥，并且确定节点在下载完成并等待一定时间之后，向节点返回加密密钥。本发明能使节点停留在系统中一段时间为其他节点供种，使系统中保持一定数量的种子节点，提高了系统的健壮性和稳定性。

Description

集中式块交换P2P文件共享系统及其促使节点供种的方法

技术领域

本发明涉及P2P文件传输技术领域，更具体地，本发明涉及一种集中式块交换P2P文件共享系统及其促使节点供种的方法。

背景技术

集中式块交换P2P文件共享系统包括服务器和节点(客户端)，其中节点包括初始节点(文件的原始提供节点)和下载节点，服务器跟踪节点的状态信息，为系统中的共享文件建立一个集中索引，以向节点发布其他节点的信息，使节点间建立直接点对点的连接，突破了传统C/S模式的性能瓶颈。

图1示出现有集中式块交换P2P文件共享系统工作流程：步骤1，初始节点共享某一文件时，首先根据文件内容为每一文件块生成用来进行文件块内容校验的哈希值，将哈希值写入种子文件中，将生成的种子文件上传至Web服务器供其他节点下载；步骤2，下载节点在下载该文件前，首先从Web服务器下载该种子文件；步骤3，节点解析该种子文件，然后周期性地向服务器发送注册消息，在其上注册自身的状态信息，如IP地址、端口号、文件标识等信息；服务器收到节点的注册消息后，向该节点返回一定数量的其他节点的信息，包括IP地址、端口号等；步骤4，节点从服务器的应答中获取其他节点的IP地址、端口号等信息，分别与这些节点建立直接点对点的连接，相互之间以文件块为传输单元，共享文件资源，完成下载任务。

该系统使节点(客户端)间实现了直接点对点的文件共享，随着节点的加入，系统整体的资源和服务能力也在同步的扩展，使系统具有良好的可扩展性。同时，该系统可有效利用互联网中散布的普通节点，将下载任务分布到分散节点上，提高了网络资源的利用率。由于系统中下载任务是分布在各个节点上的，部分节点遭到破坏，对系统产生的影响很小，提高了系统的容错性。

但该系统面临着节点的剥削问题，即节点在下载文件完成后立即离开系统而不为其他节点提供上传，这种行为会导致系统中缺少足够完整的文件块资源，使系统中的下载节点无法完成文件下载，降低了系统的健壮性与稳定性。

为了解决节点剥削问题，引入基于间接互惠的激励机制，即节点为某一文件供种的同时加快该节点下载其他文件的速度，从而激励节点供种。但该机制仅适用于节点进行多文件下载的场景，当节点进行单个文件下载时，该机制失效。同时，该激励机制无法有效惩罚剥削节点，节点为了节省上传带宽仍可选择不供种，而获得正常速度来下载其他文件。

发明内容

为减少甚至消除现有技术中集中式块交换P2P文件共享系统中剥削节点，促使下载节点在完成文件下载后继续停留在系统中为其他节点供种，提高系统的健壮性与稳定性提，本发明提供一种集中式块交换P2P文件共享系统及其促使节点供种的方法。

根据本发明的一个方面，提出了一种集中式块交换P2P文件共享系统中促使节点供种的方法，包括：

步骤10)、初始节点使用密钥信息对文件块进行加密，并将文件块对应的密钥信息传送给服务器；

步骤20)、请求数据块的节点通过服务器和其他节点建立点对点的连接，获取加密的文件块，向服务器请求加密密钥；

步骤30)、服务器确定该节点在下载完该文件块并等待一定时间之后，向该节点返回加密密钥，该节点收到加密密钥后，对文件块进行解密，获得原始文件。

根据本发明的另一个方面，提出了一种集中式块交换P2P文件共享系统，包括：

多个节点，其中多个节点中的初始节点使用密钥信息对文件块进行加密，并将文件块对应的密钥信息传送给服务器，多个节点中的请求数据块的节点通过服务器和其他节点建立点对点的连接，获取加密的文件块，并且向服务器请求加密密钥来对文件块进行解密，获得原始文件；

服务器，用于向每个节点返回其他节点的信息，维护文件块的加密密钥，并且确定节点在下载完成并等待一定时间之后，向节点返回加密密钥。

总的来说，通过本发明所述的方法，能使集中式块交换P2P文件共享系统有效抑制节点的剥削行为，有效惩罚剥削节点。节点在下载完成所有加密文件块后，如果立即离开系统，将不会获得最终的原始文件。由此可见，本发明能使节点停留在系统中一段时间为其他节点供种，使系统中保持一定数量的种子节点，提高了系统的健壮性和稳定性。

附图说明

图1是现有集中式块交换P2P文件共享系统工作流程；

图2是根据本发明的集中式块交换P2P文件共享系统中促使节点供种的机制；

图3示出第一实施例的场景；

图4示出第二实施例的场景。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的一种集中式块交换P2P文件共享系统及其促使节点供种的方法进行详细描述。

总的来说，在集中式块交换P2P文件共享系统中，初始节点为每一个共享文件随机设置一个文件加密密钥，初始节点用该密钥对共享文件进行加密，将密钥写入到种子文件中上传至Web服务器，由服务器维护密钥信息。节点间交互的文件块为初始节点加密后的文件块，当节点下载完所有加密文件块后，只有当其供种一段时间后才会从服务器获取初始节点的加密密钥对文件进行解密，进而获取原始文件。

图2示出根据本发明的集中式块交换P2P文件共享系统中促使节点供种的机制，如图2所示，具体包括如下步骤。

1、节点向服务器注册状态信息

节点周期性地向服务器发送注册消息，汇报自身的状态，状态包括正在下载和已经完成下载。初始节点向服务器提供加密密钥，密钥信息携带在注册消息中，注册消息包括节点自身的IP地址、端口号、文件标识、状态(完成态)([IP、Port、File Identifier、Key、State])。下载节点向服务器汇报下载状态，其发送的注册消息包括节点自身的IP地址、端口号、文件标识、状态([IP、Port、File Identifier、State])。

2、服务器向节点返回其他节点信息

服务器收到节点的注册消息后，记录节点的状态信息以及共享文件对应的密钥信息，追踪节点的状态，同时维护加密密钥信息。然后向该节点返回其他节点的信息，包括IP地址、端口号等。

3、节点间交互加密后的文件块

节点从服务器的应答消息中获取其他节点的IP地址、端口号，分别与这些节点建立点对点的连接以进行文件块的交互。在文件块的交互过程中，初始节点为文件的初始提供节点，该节点对共享文件块进行加密，向下载节点传送加密后的文件块；下载节点仅向其他节点转发初始节点加密过的文件块。

4、节点向服务器请求加密密钥以解密文件块

节点下载完成所有的文件块后，向服务器发送注册信息时汇报完成状态，其发送的注册消息包括节点自身的IP地址、端口号、文件标识、状态)([IP、Port、File Identifier、State])。

5、服务器向节点返回加密密钥

服务器追踪节点的状态，当节点由下载态变为完成态时，服务器记录该时刻T1，当节点再次发送注册请求时，服务器会用当前时间T与T1取差值，当该差值大于供种时间阈值TS时，服务器才向其返回加密密钥，节点收到加密密钥后，对文件块进行解密获得原始文件。也就是说，节点收到加密文件块后需要获取初始节点的加密密钥才可以解密文件块。

在第一实施例中，用于在集中式块交换P2P文件共享系统中存在剥削节点的场景，针对这一场景，能够惩罚剥削节点，使其无法获得原始文件。此处剥削节点是在文件下载完成后立即离开系统的节点。

附图3为第一实施例的场景，该场景中，A1为初始节点，A2、B1、B2为下载节点，B1在下载完成后立即离开系统，为剥削节点。

步骤1，B1进入系统，首先向服务器发送注册信息，汇报其状态为下载态。

步骤2，服务器为B1返回节点列表，假设返回A1、B2。

步骤3，B1收到服务器的注册应答后，从中提取出节点信息，与A1、B2建立连接，从这些节点处获取文件块。

步骤4，A1为初始节点，其将文件块用自身的加密密钥加密，然后其上传文件块；B2为下载节点，其从初始节点A1处获取文件块，直接将文件块转发给B1。

步骤5，B1下载完成后，由于其立即离开系统，下载到的文件为经过加密密钥加密后的文件非原始文件。

在第一实施例中，能有效惩罚剥削节点，使其无法获得原始文件。

在第二实施例中，用于在集中式块交换P2P文件共享系统中存在非剥削节点的场景，针对这一场景，能够使其正常获得原始文件。此处非剥削节点是在文件下载完成后供种一段时间的节点。

附图4为第二实施例的场景，A1为初始节点，A2、B1、B2为下载节点，B1在下载完成后停留在系统中供种一段时间，为非剥削节点。

步骤1，B1进入系统，其首先向服务器发送注册信息，汇报其状态为下载态。

步骤2，服务器随机为B1返回节点列表，假设返回A1、B2。

步骤3，B1收到服务器的注册应答后，从中提取出节点信息，与A1、B2建立连接，从这些节点处获取文件块。

步骤4，A1为初始节点，其将文件块用自身的加密密钥加密，然后其上传文件块；B2为下载节点，其从初始节点A1处获取文件块，直接将文件块转发给B1。

步骤5，B1下载完成后，由于停留在系统中供种一段时间，其再次向服务器注册消息时，其状态为完成态。

步骤6，服务器追踪B1的状态，发现其供种时间大于供种时间阈值后，向其返回加密密钥。B1收到加密密钥后，依据加密密钥解密，获取原始文件。

在第二实施例中，能有效促使节点为系统供种，提高系统的健壮性与稳定性。

最后应说明的是，以上实施例仅用以描述本发明的技术方案而不是对本技术方法进行限制，本发明在应用上可以延伸为其他的修改、变化、应用和实施例，并且因此认为所有这样的修改、变化、应用、实施例都在本发明的精神和教导范围内。

Claims (13)

1.一种集中式块交换P2P文件共享系统中促使节点供种的方法，包括：

步骤10)、初始节点使用密钥信息对文件块进行加密，并将文件块对应的密钥信息传送给服务器；

步骤20)、请求数据块的节点通过服务器和其他节点建立点对点的连接，获取加密的文件块，向服务器请求加密密钥；

步骤30)、服务器确定该节点在下载完该文件块并等待一定时间之后，向该节点返回加密密钥，该节点收到加密密钥后，对文件块进行解密，获得原始文件。

2.权利要求1的方法，其中，步骤10)中，该节点周期性地向服务器发送注册消息，服务器向该节点返回其他节点的信息。

3.权利要求2的方法，其中，步骤10)中，初始节点将密钥信息携带在注册消息中提供给服务器，下载节点将下载状态携带在注册消息中提供给服务器，所述初始节点为文件的初始提供节点。

4.权利要求3的方法，其中，步骤10)中，初始节点向下载节点传送加密后的文件块；下载节点仅向该节点转发初始节点加密过的文件块。

5.权利要求4的方法，其中，步骤10)中，服务器收到节点的注册消息后，记录节点的状态信息和/或文件块对应的密钥信息，维护加密密钥。

6.权利要求1的方法，其中，步骤20)中，该节点下载完加密的文件块后，向服务器发送注册信息时汇报完成状态。

7.权利要求1的方法，其中，步骤30)中，服务器追踪该节点的状态，当该节点完成下载到发送再次注册请求之间的时间大于供种时间阈值时，服务器向该节点返回加密密钥。

8.一种集中式块交换P2P文件共享系统，包括：

多个节点，其中多个节点中的初始节点使用密钥信息对文件块进行加密，并将文件块对应的密钥信息传送给服务器，多个节点中的请求数据块的节点通过服务器和其他节点建立点对点的连接，获取加密的文件块，并且向服务器请求加密密钥来对文件块进行解密，获得原始文件；

服务器，用于向每个节点返回其他节点的信息，维护文件块的加密密钥，并且确定节点在下载完成并等待一定时间之后，向节点返回加密密钥。

9.权利要求8的系统，其中，所述多个节点包括初始节点和下载节点，所述初始节点为文件的初始提供节点；初始节点将密钥信息携带在注册消息提供给服务器，下载节点将下载状态携带在注册消息中提供给服务器。

10.权利要求9的系统，其中，初始节点使用所述加密密钥对文件块进行加密，向下载节点传送加密后的文件块；所述下载节点仅向该节点转发初始节点加密过的文件块。

11.权利要求10的系统，其中，服务器收到每个节点的注册消息后，记录各节点的状态信息和/或共享文件对应的密钥信息，维护加密密钥。

12.权利要求8的系统，其中，所述节点下载完加密的文件块后，向服务器发送注册信息时汇报完成状态。

13.权利要求11的方法，其中，服务器追踪节点的状态，服务器确定该节点完成下载到发送再次注册请求之间的时间大于供种时间阈值时向该节点返回加密密钥。

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