CN109961281B - 流量结算方法、系统，以及基站和计算机可读存储介质 - Google Patents

流量结算方法、系统，以及基站和计算机可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本公开提出一种流量结算方法、系统，以及基站和计算机可读存储介质，涉及通信技术领域。本公开的一种流量结算方法包括：基站根据用户终端的流量使用情况生成流量账单；基站向分布式记账节点广播流量账单以便验证和存储，其中，分布式记账节点包括核心网和具备写区块权利的基站。通过这样的方法，能够由基站生成账单信息，且采用区块链技术进行账单存储，从而避免了篡改账单的可能性，提高了账单的安全性和透明性。

Description

流量结算方法、系统，以及基站和计算机可读存储介质
技术领域
本公开涉及通信技术领域，特别是一种流量结算方法、系统，以及基站和计算机可读存储介质。
背景技术
随着移动互联网的高速发展以及智能终端的普及，数据业务呈现爆炸式的增长趋势，现有的第四代通信4G技术已经无法满足其庞大的传输需求。基于此，第五代移动通信5G技术应运而生。根据移动通信的发展规律，相比4G移动通信系统，5G在系统容量、传输速率和资源利用率等方面将提高一个量级或更高，其无线覆盖性能、传输时延、系统安全和用户体验也将得到显著的提高。
5G移动通信将与其他无线移动通信技术密切结合，构成新一代无所不在的移动信息网络，满足未来移动互联网的发展需求。
发明内容
发明人发现，现有技术中在核心网进行流量结算的方式不够透明，数据容易被篡改，影响了数据安全和用户体验。
本公开的一个目的在于提高网络流量结算的透明性。
根据本公开的一个方面，提出一种流量结算方法，包括：基站根据用户终端的流量使用情况生成流量账单；基站向分布式记账节点广播流量账单以便验证和存储，其中，分布式记账节点包括核心网和具备写区块权利的基站。
可选地，还包括：基站将流量账单发送给核心网以便核心网通过与自身记录的账单信息进行匹配确认；基站在收到核心网的匹配通过信息后，执行向分布式记账节点广播流量账单的操作。
可选地，基站将流量账单发送给核心网包括：基站将流量账单通过哈希算法生成账单摘要，并通过基站私有密钥加密，将账单摘要作为第一签名；将第一签名和流量账单发送给核心网。
可选地，匹配通过信息包括流量账单，第一签名，和核心网在匹配通过后生成的第二签名。
可选地，基站向分布式记账节点广播流量账单包括：基站向分布式记账节点发送匹配通过信息；流量结算方法还包括：获得写入区块权利的分布式记账节点将账单信息按照区块格式存储；将区块向各个分布式记账节点广播。
可选地，获得写入区块权利的分布式记账节点将账单信息按照区块格式存储包括：获得写入区块权利的分布式记账节点对第一签名、第二签名进行验证；在验证通过后，分布式记账节点对账单信息做哈希运算，并将运算结果与账单摘要比较以确认账单信息未被篡改；将账单信息按照区块格式存储。
可选地，分布式记账节点在收到区块后进行验证，确认无误后存储。
通过这样的方法，能够由基站生成账单信息，且采用区块链技术进行账单存储，从而避免了篡改账单的可能性，提高了账单的安全性和透明性。
根据本公开的另一个方面，提出一种基站，包括：流量账单生成单元，用于根据用户终端的流量使用情况生成流量账单；广播单元，用于向分布式记账节点广播流量账单以便验证和存储，其中，分布式记账节点包括核心网和具备写区块权利的基站。
可选地，还包括：流量账单上报单元，用于将流量账单发送给核心网以便核心网通过与自身记录的账单信息进行匹配确认；匹配信息接收单元，用于接收来自核心网的匹配通过信息后，激活广播单元向分布式记账节点广播流量账单。
可选地，流量账单上报单元用于：将流量账单通过哈希算法生成账单摘要，并通过基站私有密钥加密，将账单摘要作为第一签名；将第一签名和流量账单发送给核心网。
可选地，匹配通过信息包括流量账单，第一签名，和核心网在匹配通过后生成的第二签名。
可选地，还包括：区块写入单元，用于在收到来自其他基站的账单信息后，将账单信息按照区块格式存储；广播单元还用于将区块向各个分布式记账节点广播。
可选地，区块写入单元用于：对来自其他基站的匹配通过信息中的第一签名、第二签名进行验证；在验证通过后，对账单信息做哈希运算，并将运算结果与账单摘要比较以确认账单信息未被篡改；将账单信息按照区块格式存储。
可选地，还包括：区块信息存储单元，用于接收来自其他基站的广播单元的区块信息，对区块进行验证，确认无误后存储。
根据本公开的又一个方面，提出一种基站，包括：存储器；以及耦接至存储器的处理器，处理器被配置为基于存储在存储器的指令执行如上文中任意一种流量结算方法。
这样的基站能够生成账单信息，且采用区块链技术进行账单存储，从而避免了篡改账单的可能性，提高了账单的安全性和透明性。
根据本公开的再一个方面，提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现上文中任意一种流量结算方法的步骤。
这样的计算机可读存储介质通过执行其上的指令，能够生成账单信息，且采用区块链技术进行账单存储，从而避免了篡改账单的可能性，提高了账单的安全性和透明性。
另外，根据本公开的一个方面，提出一种流量结算系统，包括：上文中提到的任意一种基站；和，核心网，用于记录账单信息，并利用自身记录的账单信息对来自基站的流量账单进行匹配确认。
这样的流量结算系统能够由基站生成账单信息，且采用区块链技术进行账单存储，从而避免了篡改账单的可能性，提高了账单的安全性和透明性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本公开的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：
图1为本公开的流量结算方法的一个实施例的流程图。
图2为本公开的流量结算方法的另一个实施例的流程图。
图3为本公开的流量结算方法中区块数据的一个实施例的示意图。
图4为本公开的基站的一个实施例的示意图。
图5为本公开的基站的另一个实施例的示意图。
图6为本公开的基站的又一个实施例的示意图。
图7为本公开的基站的再一个实施例的示意图。
图8为本公开的基站部署的一个实施例的示意图。
图9为本公开的流量结算系统的一个实施例的示意图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本公开的技术方案做进一步的详细描述。
本公开的流量结算方法的一个实施例的流程图如图1所示。
在步骤101中，基站根据用户终端的流量使用情况生成流量账单。在一个实施例中，基站能够记录用户终端使用的上下行流量。
在步骤102中，基站向分布式记账节点广播流量账单以便生成区块账单、验证和存储，其中，分布式记账节点包括核心网和具备写区块权利的基站。
通过这样的方法，能够由基站生成账单信息，且采用区块链技术进行账单存储，则篡改账单需要控制网络中所有的基站进行篡改，从而避免了篡改账单的可能性，提高了账单的安全性和透明性。
区块链是指以去中心化和去信任的方式集体维护一个可靠数据库的技术方案。该技术中没有中心服务器，每个运行区块链软件的计算设备都是区块链网络中的一个对等节点，节点之间无需建立信任关系，系统中的任意多个节点，把一段时间系统内全部信息交流的数据，通过密码学算法计算和记录到一个数据块(区块)，并且生成该数据块的指纹(哈希)用于链接下个数据块和校验，通过集体验证和维护的方式来建立一个可靠数据库。通过这样的方法，能够将区块链技术应用到网络结算，提高可信性；同时，可以仅在部分分布式记账节点部署写入区块的能力和权利，着重提高具有写入区块权利的分布式记账节点的安全性，有利于提高系统的安全性。
传统的运营商结算模式是以核心网为中心的单一中心化结算机制，基站只负责无线侧的终端用户接入和与核心网的交互，收集流量信息并根据相应规则进行流量计费均在核心网侧完成，透明性较差。特别是在引入第三方自组织基站后，自组织基站与运营商之间的公开透明结算是必然要面临的一个问题。在一个实施例中，记录终端流量使用情况的基站可以为自组织基站，即由第三方承运的基站，可以支持1个或多个网络运营商，运营商通过在自身基站覆盖不到或者较弱的区域租用第三方自组织基站达到降低成本、提升网络覆盖和网络流量的目的，同时，通过上述实施例中的流量结算方式能够保证流量结算的公信力。
在一个实施例中，基站实时进行流量统计，按一定的时间周期将流量账单发送到核心网侧，核心网侧可以也记录有流量账单。核心网可以将收到的流量账单与本侧流量账单进行比对确认，核定双方系统误差，从而避免流量统计异常造成数据错误，提高了流量统计结算的准确性。
在一个实施例中，网络中每一个节点可以分配有一个公匙/私匙对，基站发出流量账单中可以包括基站标识、核心网标识、终端标识、时间段，使用流量。基站可以将流量账单通过哈希算法(例如SHA256函数)生成账单摘要，然后用私人密钥对摘要加密，将加密后的摘要将作为该账单的第一签名，将第一签名和流量账单一起发送到核心网侧，并增加自身标签，提高数据安全性，避免数据被篡改。
在一个实施例中，核心网侧在收到流量账单后，可以用公匙确认第一签名，并将账单信息和己侧存储的账单信息做比对，当误差在约定范围之内时，确认该账单，并可以用己方私匙对基站数字签名进行再次签名，形成第二签名，与第一签名、流量账单一起作为匹配通过信息返回到基站侧。基站在收到匹配通过信息后，对核心网侧签名(第二签名)进行验证，确认后向全网分布式记账节点广播流量账单信息。
通过这样的方法，基站在收到来自核心网的匹配通过信息且确认过签名后才会向分布式记账节点广播流量账单信息，从而进一步提高了用于存储的流量账单的可靠性，且降低了数据被篡改的风险，提高了流量结算的可靠性。
在一个实施例中，基站可以将匹配通过信息广播给各个分布式记账节点，获得写入区块权利的分布式记账节点将账单信息按照区块格式存储，并将生成的区块向各个分布式记账节点广播；各个分布式记账节点在收到区块后进行验证和存储。
通过这样的方法，各个分布式记账节点均能够实现数据的同步存储，有利于实现全网数据的同步和防篡改，保证网络中存储的数据都是可信且有效的。本公开的流量结算方法的另一个实施例的流程图如图2所示。
在步骤201中，基站根据用户终端的流量使用情况生成流量账单。在一个实施例中，记录和生成流量账单的基站为自组织基站。
在步骤202中，基站将流量账单通过哈希算法生成账单摘要，然后用私人密钥对摘要加密，将加密后的摘要将作为该账单的第一签名。
在步骤203中，基站按一定的时间周期将第一签名和流量账单一起发送到核心网侧，供核心网用公匙确认第一签名从而确认基站身份，并将账单信息和己侧存储的账单信息做比对，当误差在约定范围之内时，确认该账单，并可以用己方私匙对基站数字签名进行再次签名，形成第二签名，与第一签名、流量账单一起作为匹配通过信息返回到基站侧。
在步骤204中，基站在收到来自核心网的匹配通过信息且确认过签名后，向分布式记账节点广播流量账单信息。
在步骤205中，获得写入区块权利的分布式记账节点对多重签名(第一签名和第二签名)和账单信息进行验证。在一个实施例中，可以先利用核心网公匙验证哈希新签名，验证通过后，利用自组织基站公匙验证哈希签名，两次验证通过后，再对账单做哈希，比对哈希后的结果是否与账单摘要一致，以此确认账单是否被篡改。在一个实施例中，区块信息可以如图3所示，包括多个流量账单，以及基站标识、核心网标识、终端标识以及时间段、流量信息等。
在步骤206中，验证通过后，获得写入区块权利的分布式记账节点将账单信息按照区块格式存储。
在步骤207中，获得写入区块权利的分布式记账节点向各个分布式记账节点广播区块。
在步骤208中，各个分布式记账节点在收到区块后进行验证，包括验证区块打包基站合法性、区块合法性等，验证通过后执行存储操作。
通过这样的方法，引入了第三方自组织基站，增强网络覆盖，降低运营商建设成本；将区块链技术应用到网络结算，提高可信性和不可篡改，同时当核心网记账节点出现问题时可从分布式记账节点查看流量信息。
本公开的基站的一个实施例的示意图如图4所示。流量账单生成单元401能够根据用户终端的流量使用情况生成流量账单。广播单元402能够向分布式记账节点广播流量账单以便生成区块账单、验证和存储，其中，分布式记账节点包括核心网和具备写区块权利的基站。
这样的基站能够生成账单信息，且采用区块链技术进行账单存储，则篡改账单需要控制网络中所有的基站进行篡改，从而避免了篡改账单的可能性，提高了账单的安全性和透明性。
本公开的基站的另一个实施例的示意图如图5所示，流量账单生成单元501和广播单元502的结构和功能与图4的实施例中相似。基站还可以包括流量账单上报单元503和匹配信息接收单元504。流量账单上报单元503能够将流量账单通过哈希算法生成账单摘要，然后用私人密钥对摘要加密，将加密后的摘要将作为该账单的第一签名，并按一定的时间周期将第一签名和流量账单一起发送到核心网侧，供核心网用公匙确认第一签名从而确认基站身份。匹配信息接收单元504能够在核心网对账单信息比对确认无误的情况下，收到来自核心网的匹配通过信息。广播单元502在匹配信息接收单元504收到匹配通过信息后，向分布式记账节点广播流量账单信息。
这样的基站在收到来自核心网的匹配通过信息且确认过签名后才会向分布式记账节点广播流量账单信息，从而进一步提高了用于存储的流量账单的可靠性，且降低了数据被篡改的风险，提高了流量结算的可靠性。
在一个实施例中，如图5所示，基站还可以包括区块写入单元505，能够接收广播消息中的账单信息，并将账单信息按照区块格式存储。在一个实施例中，区块写入单元505可以对多重签名(第一签名和第二签名)和账单信息进行验证。在一个实施例中，可以先利用核心网公匙验证哈希新签名，验证通过后，利用自组织基站公匙验证哈希签名，两次验证通过后，再对账单做哈希，比对哈希后的结果是否与账单摘要一致，以此确认账单是否被篡改。
这样的基站能够将区块链技术应用到网络结算，提高可信性；同时，可以仅在部分分布式记账节点部署写入区块的能力和权利，着重提高具有写入区块权利的分布式记账节点的安全性，有利于提高系统的安全性。
在一个实施例中，广播单元502还可以向各个分布式记账节点广播区块，从而有利于实现全网数据的同步和防篡改，保证网络中存储的数据都是可信且有效的。本公开基站的一个实施例的结构示意图如图6所示。基站包括存储器601和处理器602。其中：存储器601可以是磁盘、闪存或其它任何非易失性存储介质。存储器用于存储上文中流量结算方法的对应实施例中的指令。处理器602耦接至存储器601，可以作为一个或多个集成电路来实施，例如微处理器或微控制器。该处理器602用于执行存储器中存储的指令，能够避免篡改账单的可能性，提高了账单的安全性和透明性。
在一个实施例中，还可以如图7所示，基站700包括存储器701和处理器702。处理器702通过BUS总线703耦合至存储器701。该基站700还可以通过存储接口704连接至外部存储装置705以便调用外部数据，还可以通过网络接口706连接至网络或者另外一台计算机系统(未标出)。此处不再进行详细介绍。
在该实施例中，通过存储器存储数据指令，再通过处理器处理上述指令，能够避免篡改账单的可能性，提高了账单的安全性和透明性。
在另一个实施例中，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现流量结算方法对应实施例中的方法的步骤。本领域内的技术人员应明白，本公开的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本公开的基站部署的一个实施例的示意图如图8所示。核心网811和核心网812可以属于不同的运营商，传统基站821、822与核心网811属于同一个运营商，传统基站823、824与核心网812属于同一个运营商。自组织基站831可以供多个运营商共享。用户终端841、842可以与自组织基站831进行交互。自组织基站831可以为上文中提到的任意一种基站。
在一个实施例中，当网络中具备多种基站时，用户终端在接入时需要进行接入基站选择，接入基站选择时可以遵循如下原则：
A.测量自组织基站和传统基站的小区选择接收电平值S，如果双方小区选择接收电平值S均满足网络规定的最低门限SMin，优先选择传统基站接入；
B.如果自组织基站小区选择接收电平值S自≥SMin，而传统基站小区选择接收电平值S传<SMin，则选择自组织基站接入。
C.存在两个以上自组织基站均满足网络规定的最低门限时，择优选择S自值高的作为接入基站。
这样的部署方式能够充分利用基站资源，降低了运营商基站部署的成本，提高了信号的覆盖比例，有利于提高对用户的服务能力。
本公开的流量结算系统的一个实施例的示意图如图9所示。核心网91可以隶属于任意运营商。基站921～92n可以为上文中任意一个基站。在一个实施例中，任意一个基站可以与多个运营商连接交互，核心网在匹配账单时匹配属于本运营商的用户的流量，避免出现匹配错误。在一个实施例中，自组织基站具有区分用户隶属于那个运营商的能力，从而能够区分运营商生成流量账单，将账单发送给对应的运营商，从而降低全网运算量。
这样的流量结算系统能够由基站生成账单信息，且采用区块链技术进行账单存储，从而避免了篡改账单的可能性，提高了账单的安全性和透明性。
本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
至此，已经详细描述了本公开。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
可能以许多方式来实现本公开的方法以及装置。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本公开的方法以及装置。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本公开的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本公开实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本公开的方法的机器可读指令。因而，本公开还覆盖存储用于执行根据本公开的方法的程序的记录介质。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本公开的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本公开进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本公开的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本公开技术方案的精神，其均应涵盖在本公开请求保护的技术方案范围当中。

Claims (9)

1.一种流量结算方法，包括：
基站根据用户终端的流量使用情况生成流量账单；
所述基站将所述流量账单发送给核心网，包括：所述基站将所述流量账单通过哈希算法生成账单摘要，并通过基站私有密钥加密，将所述账单摘要作为第一签名；将所述第一签名和所述流量账单发送给核心网，以便所述核心网通过与自身记录的账单信息进行匹配确认；
若所述基站收到所述核心网的匹配通过信息，则
所述基站向分布式记账节点广播所述流量账单以便验证和存储，包括：所述基站向所述分布式记账节点发送所述匹配通过信息；其中，所述匹配通过信息包括所述流量账单，所述第一签名，和所述核心网在匹配通过后生成的第二签名，所述分布式记账节点包括核心网和具备写区块权利的基站，具备写区块权利的基站的数量大于1；
获得写入区块权利的所述分布式记账节点将所述流量账单按照区块格式存储；
将区块向各个分布式记账节点广播；
分布式记账节点在收到所述区块后进行验证，确认无误后存储。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基站包括第三方自组织基站。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，
所述获得写入区块权利的所述分布式记账节点将所述流量账单按照区块格式存储包括：
所述获得写入区块权利的所述分布式记账节点对所述第一签名、第二签名进行验证；
在验证通过后，所述分布式记账节点对所述流量账单做哈希运算，并将运算结果与所述账单摘要比较以确认所述流量账单未被篡改；
将所述流量账单按照区块格式存储。
4.一种基站，包括：
流量账单生成单元，用于根据用户终端的流量使用情况生成流量账单；
流量账单上报单元，用于将所述流量账单发送给核心网，包括：将所述流量账单通过哈希算法生成账单摘要，并通过基站私有密钥加密，将所述账单摘要作为第一签名；将所述第一签名和所述流量账单发送给核心网，以便所述核心网通过与自身记录的账单信息进行匹配确认；
匹配信息接收单元，用于接收来自所述核心网的匹配通过信息后，激活广播单元向分布式记账节点广播所述流量账单；
广播单元，用于向分布式记账节点广播所述流量账单以便验证和存储，其中，所述匹配通过信息包括所述流量账单，所述第一签名，和所述核心网在匹配通过后生成的第二签名，所述分布式记账节点包括核心网和具备写区块权利的基站，具备写区块权利的基站的数量大于1；
区块写入单元，用于在收到来自其他基站的流量账单后，将所述流量账单按照区块格式存储；
所述广播单元还用于将区块向各个分布式记账节点广播；
区块信息存储单元，用于接收来自其他基站的广播单元的区块信息，对所述区块进行验证，确认无误后存储。
5.根据权利要求4所述的基站，其中，所述基站包括第三方自组织基站。
6.根据权利要求4所述的基站，其中，
所述区块写入单元用于：
对来自其他基站的匹配通过信息中的所述第一签名、第二签名进行验证；
在验证通过后，对所述流量账单做哈希运算，并将运算结果与所述账单摘要比较以确认所述流量账单未被篡改；
将所述流量账单按照区块格式存储。
7.一种基站，包括：
存储器；以及
耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器的指令执行如权利要求1至3任一项所述的方法。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现权利要求1至3任意一项所述的方法的步骤。
9.一种流量结算系统，包括：
权利要求4～6任意一项所述的基站；和，
核心网，用于记录账单信息，并利用自身记录的账单信息对来自所述基站的流量账单进行匹配确认。
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