CN109118102B - 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 - Google Patents

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 Download PDF

Info

Publication number
CN109118102B
CN109118102B CN201810974634.5A CN201810974634A CN109118102B CN 109118102 B CN109118102 B CN 109118102B CN 201810974634 A CN201810974634 A CN 201810974634A CN 109118102 B CN109118102 B CN 109118102B
Authority
CN
China
Prior art keywords
cloud
user
transaction
provider
cloud user
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810974634.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109118102A (zh
Inventor
陈志立
丁伟
仲红
田苗苗
许艳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui University
Original Assignee
Anhui University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui University filed Critical Anhui University
Priority to CN201810974634.5A priority Critical patent/CN109118102B/zh
Publication of CN109118102A publication Critical patent/CN109118102A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109118102B publication Critical patent/CN109118102B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063—Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0631—Resource planning, allocation, distributing or scheduling for enterprises or organisations
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q20/00—Payment architectures, schemes or protocols
    • G06Q20/38—Payment protocols; Details thereof
    • G06Q20/382—Payment protocols; Details thereof insuring higher security of transaction
    • G06Q20/3829—Payment protocols; Details thereof insuring higher security of transaction involving key management
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q30/00—Commerce
    • G06Q30/06—Buying, selling or leasing transactions
    • G06Q30/08—Auctions

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Accounting & Taxation (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Finance (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

本发明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。

Description

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
技术领域
本发明涉及网络与信息安全技术领域，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。
背景技术
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。本发明不同于以往区块链实现公平性交易的时间消耗O(mn)方式，本发明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。
发明内容
本发明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。
本发明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
Figure BDA0001777102440000021
和(pkA,skA)；云用户和云供应商各准备一个价值为
Figure BDA0001777102440000022
和
Figure BDA0001777102440000023
未赎回的交易
Figure BDA0001777102440000024
和
Figure BDA0001777102440000025
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
Figure BDA0001777102440000031
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。
作为本发明的优选方式之一，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。
作为本发明的优选方式之一，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
Figure BDA0001777102440000032
资源数量
Figure BDA0001777102440000033
出价bi和时间ti级联后哈希计算出承诺
Figure BDA0001777102440000034
并将承诺Hi和承诺金
Figure BDA0001777102440000035
打包生成TxCommitment交易发送至智能合约。
作为本发明的优选方式之一，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
Figure BDA0001777102440000036
资源数量
Figure BDA0001777102440000037
和出价bj级联后哈希计算出承诺
Figure BDA0001777102440000038
并将承诺Hj和承诺金
Figure BDA0001777102440000039
打包生成TxCommitment交易发送至智能合约。
作为本发明的优选方式之一，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
Figure BDA00017771024400000310
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。
作为本发明的优选方式之一，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
Figure BDA0001777102440000041
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。
作为本发明的优选方式之一，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
Figure BDA0001777102440000042
其中
Figure BDA0001777102440000043
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
Figure BDA0001777102440000044
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
Figure BDA0001777102440000045
然后计算出价密度
Figure BDA0001777102440000046
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
Figure BDA0001777102440000051
与供应商的第一个属性aj1比较，如果供应商的属性
Figure BDA0001777102440000052
大于等于代理人的属性
Figure BDA0001777102440000053
并且数量满足要求
Figure BDA0001777102440000054
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
Figure BDA0001777102440000055
然后计算云用户ui的平均价格
Figure BDA0001777102440000056
云供应商平均价格：
计算供应商dj总的请求总数量
Figure BDA0001777102440000057
然后计算供应商dj的平均价格
Figure BDA0001777102440000058
平均交易价格：
计算云用户ui和供应商dj之间的平均价格
Figure BDA0001777102440000059
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
Figure BDA00017771024400000510
云用户ui和供应商dj之间支付价格为
Figure BDA00017771024400000511
其中i∈{1,…,n}，j∈{1,…,m}。
作为本发明的优选方式之一，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
Figure BDA00017771024400000512
的交易
Figure BDA00017771024400000513
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
Figure BDA00017771024400000514
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
Figure BDA00017771024400000515
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：
云供应商在时间t5之后，发送TxFee交易，收取费用。
作为本发明的优选方式之一，所述的争端阶段中具体为：云用户发送签名
Figure BDA0001777102440000061
和合约地址TxPayment地址至裁定者A；裁定者A首先判断交易金额是否正确，如果不正确，裁定者发送交易TxRefund至智能合约；如果正确，通知云供应商pj重新发送一份产品；A核对产品是否合格，如果合格发送至云用户；如果产品不合格或者未在时间t4之前发送产品给A，则云供应商发送交易TxRefund至智能合约，帮助云用户拿回费用。
本发明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，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；该分配系统包括：
初始化模块：用于云用户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
Figure BDA0001777102440000062
和(pkA,skA)；并为云用户和云供应商各准备一个价值为
Figure BDA0001777102440000063
和
Figure BDA0001777102440000064
未赎回的交易
Figure BDA0001777102440000065
和
Figure BDA0001777102440000066
报价模块：用于为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；
匹配和定价模块：用于通过智能合约为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；
支付模块：用于云用户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
Figure BDA0001777102440000071
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；
争端模块：用于当支付过程出现争端，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。
本发明相比现有技术的优点在于：(1)本发明首次将云资源分配与区块链技术结合，保证了云拍卖过程中的公平性。传统云资源分配借助云拍卖提高了云资源分配的灵活性，但是不能保证云资源分配的公平性，云用户可以监听到其他用户出价，以此改动自己的出价，获得最大利益，云供应商同样如此。为此，本发明采用传统密码学中的承诺机制与区块链技术结合，即使云用户之间、云供应商之间可以监听到对方公开的秘密，但是依然不能根据对方的出价信息更改自己的出价信息，承诺机制保证了在公开的秘密和之前承诺的秘密是同一个秘密，同时因为承诺机制带来隐藏的效果，保证承诺时期，用户之间、云供应商之间不能查看各自的出价信息，很好的保护了云用户和云供应商的利益。(2)相比传统区块链实现公平性交易的技术方法，本发明更具有有效性。传统区块链实现公平性的技术方法，至少需要Ο(mn)数量级的交易，本发明借助智能合约实现了在云用户数量为n、云供应商数量为m的情况下，交易数量依然为常数的效果，相比传统区块链实现公平性的技术方法，本发明极大提高了执行过程的有效性。
附图说明
图1是根据本发明实施例1的双向组合云拍卖的具体场景模拟示意图；
图2是本发明实施例1的云用户报价承诺及公开承诺的交易实现图；
图3是本发明实施例1的云供应商报价承诺及公开承诺的交易实现图；
图4是本发明实施例1的合约与云供应商之间购买支付的交易实现图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1：展示了云资源分配的具体过程。云用户和云供应商之间借助区块链上的智能合约完成投标承诺、公开投标操作；接着根据智能合约中已经书写好云拍卖中的匹配算法和定价算法完成云用户和云供应商之间的匹配和定价；最后云用户和云供应商通过智能合约完成交易；如果在最后的交易阶段出现争端，可以借助裁定者完成公平交易。
实施例1
参见图1-4：本实施例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
Figure BDA0001777102440000081
和(pkA,skA)；云用户和云供应商各准备一个价值为
Figure BDA0001777102440000082
和
Figure BDA0001777102440000083
未赎回的交易
Figure BDA0001777102440000084
和
Figure BDA0001777102440000085
交易只能由各自的私钥解密，这些为赎回的交易用于下一阶段的承诺金；
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；其具体包括报价承诺阶段、公开报价阶段；这两个阶段借助承诺机制的特性，实现了一下两个功能：(1)隐藏：借助承诺机制可以隐藏云用户和云供应商的原始报价，防止其他参与者查看；(2)绑定：隐藏后的值只能与原始报价相对应，这保证了即使查看到了其他参与者的报价信息也只能公开自己的原始报价信息，保证了前后的一致性。报价承诺阶段实现了隐藏的特性，公开报价阶段借助了承诺机制的绑定的特性；具体为：
(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；对于云用户ui，有如下操作：将资源属性
Figure BDA0001777102440000091
资源数量
Figure BDA0001777102440000092
出价bi和时间ti级联后哈希计算出承诺
Figure BDA0001777102440000093
并将承诺Hi和承诺金
Figure BDA0001777102440000094
打包生成TxCommitment交易发送至智能合约；对于云供应商dj，有如下操作：将资源属性
Figure BDA0001777102440000095
资源数量
Figure BDA0001777102440000096
和出价bj级联后哈希计算出承诺
Figure BDA0001777102440000097
Figure BDA0001777102440000098
并将承诺Hj和承诺金
Figure BDA0001777102440000099
打包生成TxCommitment交易发送至智能合约；
(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；对于云用户ui，有如下操作：将原始出价数据
Figure BDA00017771024400000910
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；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
Figure BDA0001777102440000101
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，整体交易过程如图3所示；
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；该阶段的算法已经书写在智能合约中，智能合约执行是公开的，保证了执行过程的公平、公正，且借助区块链这一去中心化的平台保证了没有第三方可以篡改结果，结果完全按照算法规定执行；匹配阶段具体包括：
云用户排序：
计算每个云用户ui的总数量
Figure BDA0001777102440000102
其中
Figure BDA0001777102440000103
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
Figure BDA0001777102440000104
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
Figure BDA0001777102440000105
然后计算出价密度
Figure BDA0001777102440000106
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
Figure BDA0001777102440000107
与供应商的第一个属性
Figure BDA0001777102440000108
比较，如果供应商的属性
Figure BDA0001777102440000109
大于等于代理人的属性
Figure BDA00017771024400001010
并且数量满足要求
Figure BDA00017771024400001011
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
Figure BDA0001777102440000111
然后计算云用户ui的平均价格
Figure BDA0001777102440000112
云供应商平均价格：
计算供应商dj总的请求总数量
Figure BDA0001777102440000113
然后计算供应商dj的平均价格
Figure BDA0001777102440000114
平均交易价格：
计算云用户ui和供应商dj之间的平均价格
Figure BDA0001777102440000115
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
Figure BDA0001777102440000116
云用户ui和供应商dj之间支付价格为
Figure BDA0001777102440000117
其中i∈{1,…,n}，j∈{1,…,m}。
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
Figure BDA0001777102440000118
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；云用户支付的交易借助了区块链交易的可延迟性，给予云用户和云供应商足够的处理时间。这笔交易发送在区块链上，保证了交易的不可篡改，不会被随意赎回，也不会突然消失，只有在满足一定条件下才执行交易；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
Figure BDA0001777102440000119
的交易
Figure BDA00017771024400001110
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
Figure BDA00017771024400001111
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
Figure BDA0001777102440000121
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：
云供应商在时间t5之后，发送TxFee交易，收取费用。
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；包括以下四种情况：用户U未在时间t3内收到产品；用户U在时间t3收到不可用产品；用户U假装未在t3内收到产品；用户U未发送正确的金额；都可以通过以下方式完成公平交易。具体为：云用户发送签名
Figure BDA0001777102440000122
和合约地址TxPayment地址至裁定者A；裁定者A首先判断交易金额是否正确，如果不正确，裁定者发送交易TxRefund至智能合约；如果正确，通知云供应商pj重新发送一份产品；A核对产品是否合格，如果合格发送至云用户；如果产品不合格或者未在时间t4之前发送产品给A，则云供应商发送交易TxRefund至智能合约，帮助云用户拿回费用。整体交易如图4所示。
本发明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，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；该分配系统包括：
初始化模块：用于云用户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
Figure BDA0001777102440000123
和(pkA,skA)；并为云用户和云供应商各准备一个价值为
Figure BDA0001777102440000131
和
Figure BDA0001777102440000132
未赎回的交易
Figure BDA0001777102440000133
和
Figure BDA0001777102440000134
报价模块：用于为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；
匹配和定价模块：用于通过智能合约为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；
支付模块：用于云用户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
Figure BDA0001777102440000135
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；
争端模块：用于当支付过程出现争端，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。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

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个云用户，1≤i≤n；pj表示第j个云供应商，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
Figure FDA0003422285650000011
和(pkA，skA)；云用户和云供应商各准备一个价值为
Figure FDA0003422285650000012
和
Figure FDA0003422285650000013
未赎回的交易
Figure FDA0003422285650000014
和
Figure FDA0003422285650000015
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
Figure FDA0003422285650000016
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；
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
Figure FDA0003422285650000017
其中
Figure FDA0003422285650000018
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
Figure FDA0003422285650000019
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
Figure FDA0003422285650000021
然后计算出价密度
Figure FDA0003422285650000022
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
Figure FDA0003422285650000023
与供应商的第一个属性
Figure FDA0003422285650000024
比较，如果供应商的属性
Figure FDA0003422285650000025
大于等于云用户的属性
Figure FDA0003422285650000026
并且数量满足要求
Figure FDA0003422285650000027
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
Figure FDA0003422285650000028
然后计算云用户ui的平均价格
Figure FDA0003422285650000029
云供应商平均价格：
计算供应商pj总的请求总数量
Figure FDA00034222856500000210
然后计算供应商pj的平均价格
Figure FDA00034222856500000211
平均交易价格：
计算云用户ui和供应商pj之间的平均价格
Figure FDA00034222856500000212
供应商pj提供给云用户ui所有的分配数量等于ui请求的总数量
Figure FDA00034222856500000213
云用户ui和供应商pj之间支付价格为
Figure FDA00034222856500000214
其中i∈{1，...，n}，j∈{1，...，m}；
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；
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
Figure FDA0003422285650000031
资源数量
Figure FDA0003422285650000032
出价bi和时间ti级联后哈希计算出承诺
Figure FDA0003422285650000033
并将承诺Hi和承诺金
Figure FDA0003422285650000034
打包生成TxCommitment交易发送至智能合约。
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，在所述报价承诺阶段中：对于云供应商pj，有如下操作：将资源属性
Figure FDA0003422285650000035
资源数量
Figure FDA0003422285650000036
和出价bj级联后哈希计算出承诺
Figure FDA0003422285650000037
Figure FDA0003422285650000038
并将承诺Hj和承诺金
Figure FDA0003422285650000039
打包生成TxCommitment交易发送至智能合约。
3.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
Figure FDA00034222856500000310
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。
4.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
Figure FDA0003422285650000041
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)＝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。
5.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
Figure FDA0003422285650000042
的交易
Figure FDA0003422285650000043
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
Figure FDA0003422285650000044
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
Figure FDA0003422285650000045
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：
云供应商在时间t5之后，发送TxFee交易，收取费用。
6.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，所述的争端阶段中具体为：云用户发送签名
Figure FDA0003422285650000046
和合约地址TxPayment地址至裁定者A；裁定者A首先判断交易金额是否正确，如果不正确，裁定者发送交易TxRefund至智能合约；如果正确，通知云供应商pj重新发送一份产品；A核对产品是否合格，如果合格发送至云用户；如果产品不合格或者未在时间t4之前发送产品给A，则云供应商发送交易TxRefund至智能合约，帮助云用户拿回费用。
7.一种实现权利要求1-6任一所述的公平的基于区块链的双向组合云资源分配方法的系统，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个云用户，1≤i≤n；pj表示第j个云供应商，1≤j≤m；其特征在于，该分配系统包括：
初始化模块：用于云用户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
Figure FDA0003422285650000051
和(pkA，skA)；并为云用户和云供应商各准备一个价值为
Figure FDA0003422285650000052
和
Figure FDA0003422285650000053
未赎回的交易
Figure FDA0003422285650000054
和
Figure FDA0003422285650000055
报价模块：用于为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；
匹配和定价模块：用于通过智能合约为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；
支付模块：用于云用户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
Figure FDA0003422285650000056
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；
争端模块：用于当支付过程出现争端，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；
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
Figure FDA0003422285650000061
其中
Figure FDA0003422285650000062
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
Figure FDA0003422285650000063
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
Figure FDA0003422285650000064
然后计算出价密度
Figure FDA0003422285650000065
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
Figure FDA0003422285650000066
与供应商的第一个属性
Figure FDA0003422285650000067
比较，如果供应商的属性
Figure FDA0003422285650000068
大于等于代理人的属性
Figure FDA0003422285650000069
并且数量满足要求
Figure FDA00034222856500000610
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
Figure FDA00034222856500000611
然后计算云用户ui的平均价格
Figure FDA00034222856500000612
云供应商平均价格：
计算供应商pj总的请求总数量
Figure FDA00034222856500000613
然后计算供应商pj的平均价格
Figure FDA00034222856500000614
平均交易价格：
计算云用户ui和供应商pj之间的平均价格
Figure FDA0003422285650000071
供应商pj提供给云用户ui所有的分配数量等于ui请求的总数量
Figure FDA0003422285650000072
云用户ui和供应商dj之间支付价格为
Figure FDA0003422285650000073
其中i∈{1，...，n}，j∈{1，...，m}。
CN201810974634.5A 2018-08-24 2018-08-24 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 Active CN109118102B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810974634.5A CN109118102B (zh) 2018-08-24 2018-08-24 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

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810974634.5A CN109118102B (zh) 2018-08-24 2018-08-24 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

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109118102A CN109118102A (zh) 2019-01-01
CN109118102B true CN109118102B (zh) 2022-03-22

Family

ID=64860771

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810974634.5A Active CN109118102B (zh) 2018-08-24 2018-08-24 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

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109118102B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109768866B (zh) * 2019-03-05 2021-03-30 同济大学 基于椭圆曲线数字签名的区块链智能合约不可拆分签名方法
CN110473108B (zh) * 2019-09-16 2023-09-01 北京京东振世信息技术有限公司 基于区块链的合约生成方法和装置
CN111262708A (zh) * 2020-01-16 2020-06-09 安徽大学 一种基于区块链的群智感知方法
CN112200676A (zh) * 2020-10-27 2021-01-08 鹏城实验室 一种基于区块链的无线资源分配方法、系统及存储介质
CN113867961B (zh) * 2021-09-30 2022-07-22 中国矿业大学(北京) 一种异构gpu集群深度学习混合负载调度优化方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106097030A (zh) * 2016-04-29 2016-11-09 北京太云科技有限公司 一种基于区块链的资产的数据处理方法、装置及系统
CN107453865A (zh) * 2017-07-18 2017-12-08 众安信息技术服务有限公司 一种保护数据发送源隐私的多方数据共享方法及系统
CN107483211A (zh) * 2017-08-10 2017-12-15 北方工业大学 一种基于区块链的个性化k‑匿名隐私保护激励方法
CN107833135A (zh) * 2017-10-30 2018-03-23 中山大学 一种基于区块链的公平电子投票协议
CN107967647A (zh) * 2017-12-07 2018-04-27 扬州大学 基于联盟形成的拍卖机制设计方法
CN108109017A (zh) * 2018-01-11 2018-06-01 杭州秘猿科技有限公司 基于区块链智能合约的商品交易系统

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160098723A1 (en) * 2014-10-01 2016-04-07 The Filing Cabinet, LLC System and method for block-chain verification of goods

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106097030A (zh) * 2016-04-29 2016-11-09 北京太云科技有限公司 一种基于区块链的资产的数据处理方法、装置及系统
CN107453865A (zh) * 2017-07-18 2017-12-08 众安信息技术服务有限公司 一种保护数据发送源隐私的多方数据共享方法及系统
CN107483211A (zh) * 2017-08-10 2017-12-15 北方工业大学 一种基于区块链的个性化k‑匿名隐私保护激励方法
CN107833135A (zh) * 2017-10-30 2018-03-23 中山大学 一种基于区块链的公平电子投票协议
CN107967647A (zh) * 2017-12-07 2018-04-27 扬州大学 基于联盟形成的拍卖机制设计方法
CN108109017A (zh) * 2018-01-11 2018-06-01 杭州秘猿科技有限公司 基于区块链智能合约的商品交易系统

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Blockchain based Smart Contract for Bidding System;Yi-Hui Chen et al.;《2018 IEEE International Conference on Applied System Invention》;20180625;208-211 *
Fair auctioning and trading framework for cloud virtual machines based on blockchain;Zhili Chen et al.;《Computer Communications》;20210215;89-98 *
区块链技术：架构及进展;邵奇峰 等;《计算机学报》;20180531;第41卷(第5期);969-988 *
在区块链中基于混合算法的数字签名技术;田道坤 等;《电子科技》;20180715;第31卷(第7期);19-23 *
基于区块链的网络资源公平拍卖与交易框架研究;丁伟;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》;20200715;I138-552 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109118102A (zh) 2019-01-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109118102B (zh) 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
Galal et al. Verifiable sealed-bid auction on the ethereum blockchain
CN107679976B (zh) 一种基于区块链的拍卖方法
Li et al. Credit-based payments for fast computing resource trading in edge-assisted Internet of Things
CN112884554B (zh) 一种基于联盟链的物联网数据拍卖系统的拍卖方法
US9117235B2 (en) Belief propagation for generalized matching
CN110192216B (zh) 计算机实现的方法和系统
CN112669111B (zh) 一种基于区块链的5g物联网数据共享交易方法
CN111402043B (zh) 一种基于区块链的车联网数据交易方法
CN111899107B (zh) 一种基于区块链智能合约的科技服务交易方法
Li et al. FAPS: A fair, autonomous and privacy-preserving scheme for big data exchange based on oblivious transfer, Ether cheque and smart contracts
CN113962714A (zh) 一种基于以太坊隐私保护的拍卖追溯方法及实现系统
CN110942365A (zh) 一种大数据的电商交易方法及电商交易系统
CN112613861A (zh) 一种基于联盟链的电力预售交易方法、装置及系统
Chen et al. SBRAC: Blockchain-based sealed-bid auction with bidding price privacy and public verifiability
Chen et al. Fair auctioning and trading framework for cloud virtual machines based on blockchain
CN110378693B (zh) 基于联盟区块链的分布式能源弱中心化交易管理系统
Liu et al. Blockchain-enabled renewable energy certificate trading: A secure and privacy-preserving approach
Chung et al. An agent-based English auction protocol using Elliptic Curve Cryptosystem for mobile commerce
CN113626876A (zh) 一种基于电网区块链的共识方法
CN113283990A (zh) 一种数据共享处理方法及装置
Lu et al. Block chain based double auction design
Shih et al. A secure reverse Vickrey auction scheme with bid privacy
Xu et al. Hierarchical combinatorial auction in computing resource allocation for mobile blockchain
CN110135847A (zh) 基于区块链的用于提高电子拍卖安全性的系统及方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant