CN109743323A - 一种基于区块链技术的资源共享策略 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于区块链技术的资源共享策略，所述策略主要包括：服务端通过基于TCP协议和UDP协议的网络通信技术建立服务端和客户端之间的控制通道以及数据通道，实现客户端对服务端软件、硬件、数据、网络等资源的同步访问，然后基于区块链技术的工作量证明机制将资源使用信息保存到数据区块中保证了资源共享信息的不可否认性以及不可篡改性，最后通过个性化推荐机制向周围其他用户推荐使用过的资源。本方案结合网络通信技术、Hook机制、区块链技术以及个性化推荐机制实现了个人计算机之间的资源共享，将计算机资源通过网络有效的集合起来，分布式的完成计算任务，有效的提高了资源利用率以及计算任务的处理效率。

Description

一种基于区块链技术的资源共享策略

技术领域

本发明涉及一种基于区块链技术的资源共享策略，针对个人计算机上的资源结合网络通信技术、Hook机制实现了计算机节点间的软件、硬件、数据、网络等资源的共享以及安全保护，同时利用区块链技术的共识机制保证了共享内容的不可篡改性，最后通过个性化推荐机制向其他用户推荐所使用的资源更好地将计算机资源通过网络有效的集合起来，分布式的完成计算任务，有效的提高了资源利用率以及计算任务的处理效率。

背景技术

随着互联网的快速发展，全球数据量呈爆炸式增长，互联网时代信息与技术的快速增长，给传统的数据分析、处理技术带来了巨大的挑战，对计算能力的需求选选超出自身PC架构的计算能力。如果想要在不更换硬件而以较低的成本去换取更高性能的计算能力，这在当下很难实现。

通过基于TCP协议和UDP协议的网络通信技术，可以在客户端和服务器之间快速且安全的建立控制通道以及数据传输通道，实现客户端对服务端软件、硬件、数据、网络等资源的访问，方便客户端控制命令的发送以及服务端数据的传递，实现各个节点间的资源共享。

Hook(钩子)是WINDOWS平台下的一种消息处理机制，它可以在程序接受信息之前预先启动，从而检测传递给程序的信息，所示使用hook机制可以主动获取鼠标事件发生的位置，使得鼠标事件发生的位置局限在规定的范围内，同时也过滤掉一些不必要的键盘按键的组合以缩小客户端可操作的范围，可以有效保护服务端的其余资源，提高系统的安全性。

区块链是一种去中心化的分布式电子记账系统，它实现的基础是一种受信任且绝对安全的模型。区块链取代了目前互联网对中心服务器的依赖,使所有数据信息都被记录在去中心化的节点之上,理论上实现了数据传输中的数据自我证明。最终实现系统的安全存储和数据的不可否认性。

相似度计算是现在数据挖掘，搜索引擎设计中的基本问题，当前的推荐系统中也会用到相似度计算函数，本发明采用余弦相似度计算的方法来对用户的个性化相似度进行比对，设置相似度阈值，向相似度高的用户进行资源推荐提高资源的使用范围。

针对当前计算需求和计算资源不匹配的问题，首先通过基于TCP协议和UDP协议的网络通信技术实现了区块链环境下各个节点间的资源共享，同时hook机制保证了服务端的安全性，采用区块链技术保证了节点间共享信息的不可否认性，最后通过基于用户个性相似度比对的方法实现了共享资源的个性化推荐，提高了资源的使用范围。

发明内容

为提高资源利用率和个人电脑的计算能力，本发明提出一种基于区块链技术的资源共享策略，通过网络通信技术以及hook机制实现计算机软件、硬件、数据、网络等资源的共享，将区块链共识机制应用到共享策略中，使共享内容具有不可篡改的特点，同时使用个性化推荐机制提高系统资源利用率。其特征在于以下步骤：

(1)进行节点主机组网，搭建基于以太坊的私有链环境。搭建一个小型的局域网，使用无线路由，使各个节点在逻辑上能够形成P2P网络，然后搭建基于以太坊Geth的私有链环境；

(2)用户选择个性化内容，参与到共享环境的用户选择自己的个性化内容，每个用户都有一个代表自己个性化内容的数据集合；

(3)用户开启共享服务，局域网中的每个节点都既可以作为服务端分享软件、硬件、数据、网络等资源也可以作为客户端使用服务端提供的资源，通过基于TCP协议和UDP协议的网络通信技术建立客户端和服务端之间的控制通道和数据传输通道，实现客户端对服务端软件、硬件、数据、网络等资源的同步访问；

(4)调用安全保护机制对服务端资源进行保护，通过采用基于hook机制的主动防御机制以及通过日志文件记录客户端行为的被动保护机制来保护服务端的安全性，避免恶意使用者对服务端的破坏；

(5)共享资源的使用信息添加到区块链数据区块中,完成共享记录的数据共识，通过工作量证明机制将服务端和客户端之间的资源使用情况添加到数据区块中，使数据具有不可否认以及不可篡改的特点；

(6)用户根据个性化列表中的个性化内容，对其他用户进行个性化推荐，将用户的个性化内容转化为一个N维的向量，使用余弦相似度度量的方法计算用户间的个性相似度，设置相似度阈值，向相似度高的用户进行资源的个性化推荐。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例中的技术方案，下面结合附图与具体实施方案对本发明做进一步说明：

图1是基于区块链技术的资源共享策略结构示意图。

图2是基于区块链技术的资源共享策略的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图2对本发明作进一步详细的描述，本发明主要包括以下几个步骤：

a.节点主机节点主机组网，搭建基于以太坊的私有链环境。搭建一个小型的局域网，使用无线路由，使各个节点在逻辑上能够形成P2P网络，然后搭建基于以太坊Geth的私有链环境；

b.用户选择个性化内容。本发明为每个用户提供了8个个性化关键词进行选择，这里用M来表示这8个关键词的集合，即M＝{m1,m2,m3,m4,m5,m6,m7,m8}；

c.用户开启共享服务。局域网中的每个节点都既可以作为服务端提供软件、硬件、数据、网络等资源也可以作为客户端使用资源。首先服务端通过TCP协议开放了5649端口作为控制通道，客户端对当前局域网中的IP地址进行扫面，如果开放了5649端口，则客户端与服务端通过该端口建立连接，实现客户端对服务端控制命令的发出，服务端收到控制消息后分析命令类型，然后调用相应的windows api传递给操作系统，让操作系统响应相应的事件。然后，当控制通道建立后，控制通道会通过UDP协议开放5648端口建立数据通道，实现服务端屏幕数据的传输。由于UDP协议一种无连接的传输层协议，UDP不对收到的数据进行排序，在UDP报文的首部中并没有关于数据顺序的信息(如TCP所采用的序号)，而且报文不一定按顺序到达的，所以接收端无从排起。发送一张图片受以太网最大数据帧的限制需要需要被分为多个数据帧发送出去，在系统中每个数据帧大小为1024B。由于UDP不提供重组服务，为了完成图片的重组，因此需要在程序中定义数据帧的头部信息，来完成图片重组所需的必要信息，数据帧的头部信息主要包括四个部分，分别为uDataFrameSize、uDataFrameTotal、uDataFrameCurr、uDataInFrameOffset，客户端需要根据该头部信息对服务端的屏幕图片进行重组；

d.调用安全保护机制对服务端资源进行保护。为了防止客户端与服务端建立连接后，客户端权限过大，而可能对服务端造成不必要的损失，因此需要提供一种安全保护机制来约束客户端的行为。本发明中主要采用了主动+被动的保护机制。主动保护是指利用hook机制截取鼠标事件，分析鼠标事件发生的位置，使得鼠标事件只发生在当前活动窗口。当客户端的鼠标指针企图将离开活动窗口时，hook会将其截获并将其重新定位到活动窗口中央。被动保护是指服务端会记录客户端操作的文件，服务端为客户端提供了专用的WorkSpace目录，当客户端在使用共享软件操作的文件必须放在专用目录中，否则认为是非法操作。服务端的非法操作会记录在日志文件中。如果服务端发现系统文件异常可通过查看日志文件寻找非法操作；

e.共享资源的使用信息添加到区块链数据区块中,完成共享记录的数据共识。本发明使用智能合约来记录资源的共享信息，包括客户端IP、服务端IP、共享资源信息、使用时长以等。通过工作量证明机制将智能合约中的共享信息添加到数据区块中保证数据的不可篡改性以及不可否认性；

f.用户根据个性化列表中的个性化内容，对其他用户进行个性化推荐。首先将用户的个性化内容集合转换为个性化向量，以用户User1和User2为例，如果User1的个性化内容为M1＝{m1,m2,m4,m8}，User2的个性化内容为M2＝{m1,m2,m3,m4,m8},则User1用户的个性化向量为U1＝{1,1,0,1,0,0,0,1}，User2用户的个性化向量为U2＝{1,1,1,1,0,0,0,1}，即针对个性集合中每个关键词，如果用户选择了该个性关键词，那该用户个性化向量中的对应位置即设置为1，否则为0。然后采用余弦相似度比对的方法计算相似度用cos(θ)表示，则用户User1和User2之间的个性化相似度即为：

最后，设置相似度阈值T_lim，如果T＞T_lim,则用户User1向User2推荐自己使用过的软件资源。

以上将基于区块链技术的资源共享策略进行了详细描述，实现了区块链环境下，各个节点资源的分布式共享和共享信息的认证，同时与资源的个性化推荐相结合在一定程度上更好的扩大了共享资源的使用范围，提高了资源的使用效率满足了计算的需求。

Claims (5)

1.一种基于区块链技术的资源共享策略,其特征在于包括以下步骤：

a.进行节点主机组网，搭建基于以太坊的私有链环境；

b.用户选择个性化内容；

c.用户开启共享服务；

d.调用安全保护机制对服务端资源进行保护；

e.共享资源的使用信息添加到区块链数据区块中,完成共享记录的数据共识；

f.用户根据个性化列表中的个性化内容，对其他用户进行个性化推荐。

2.根据权利要求1所述的一种基于区块链技术的资源共享策略，其特征在于：所述步骤c中，区块链环境下，每个节点都既可以作为服务端分享软件、硬件、数据、网络等资源，又可以作为客户端使用他人所提供的资源，服务端和客户端通过UDP和TCP协议建立数据和命令传送通道，实现资源的分布式共享及使用。

3.根据权利要求1所述的一种基于区块链技术的资源共享策略，其特征在于：所属步骤d中，在客户端和服务段建立连接时，在客户端访问服务端资源的过程始中使用一种基于主动加被动的安全保护机制的资源保护方法来限定客户端的行为，保护服务端的安全性及稳定性。

4.根据权利要求1所述的一种基于区块链技术的资源共享策略，其特征在于：所属步骤e中，通过工作量证明机制，将客户端和服务端双方的资源使用记录记录到数据区块中，完成数据共识。

5.根据权利要求1所述的一种基于区块链技术的资源共享策略，其特征在于：所属步骤f中，用户在使用完分享资源之后，根据个性化列表中的内容进行个性化比对，向具有相同个性化内容的用户推荐所使用的资源。