CN112765621A - 一种基于区块链多方状态通道的异质频谱拍卖方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及区块链和支付通道技术，具体涉及一种基于区块链多方状态通道的异质频谱拍卖方法，该方法将所有参与拍卖的卖家和买家联合起来创建一个可以执行复杂异质频谱拍卖合约的多方状态通道；并定义了异质频谱拍卖和交易合约的形式，分为注册阶段、竞标阶段、中标者和支付决定阶段和清算阶段，每个阶段按顺序执行。该方法一定程度上解决了频段稀缺的问题，通过拍卖将频谱分配给最需要频谱用户，不仅具有维护拍卖公平性的效果，还能以很低的链上开销实现很高的经济效益。

Description

一种基于区块链多方状态通道的异质频谱拍卖方法

技术领域

本发明属于区块链和支付通道技术领域，特别涉及一种基于区块链多方状态通道的异质频谱拍卖方法。

背景技术

随着无线电的广泛使用，世界各地都在面临严重的频谱短缺危机。在欧盟21国家，截至2016年6月底，移动LTE已经覆盖了97％的家庭，其中农村覆盖率达到了83％。另外由于卫星、广播、电视等都需要以波的形式传播，当然也同样占用一定的频段，可用频段更加稀缺。FCC计划通过频谱许可证来实现频谱共享，为新兴的无线宽带服务。拍卖是一种将频谱分配给最需要频谱的用户的有效方式。但是现有的大多数频谱拍卖都是单轮和静态的。然而频谱所有者提供的信道可能会不时闲置或被占用，因此，频谱可用性是随时间动态变化的。由于用户的活动，买家的需求也是动态的。而且，许多现有工作集中于同质频谱信道，这限制了购买者对高质量信道的竞争。频谱拍卖市场可以使买家和卖家自由竞标和出售异构频谱。传统拍卖由三方组成：卖方，买方和拍卖方。但是，不信任的第三方-拍卖方的存在可能会违反买卖双方的隐私权和安全性。

区块链是由对等节点组成的一个开放的分布式的网络，该网络可以代替银行的集中角色来拥有金融分布式账本。区块链的去中心化，不变性和匿名性等特性，为频谱拍卖提供了潜在可用的平台。然而，区块链的主要缺点之一是其吞吐量限制。如今，现有的公共区块链(例如著名的比特币)每10分钟生成1Mb的数据块，并每秒确认三笔交易，这远非正常的交易需求。低吞吐量会导致明显的交易延迟，从而阻碍了在线动态拍卖频谱的执行。

基于区块链的多方状态通道机制可以用来解决区块链吞吐量低的问题。基于区块链的多方状态通道来源于支付通道，支付通道是当前主流的扩展区块链吞吐量的脱链方案之一。支付通道允许两个用户之间进行多次支付，而无需向区块链广播每笔交易。只需要两个用户通过将一定金额存入一个联名账户并将此交易添加到区块链来建立支付通道。双方发生付款后，可以将交易添加到区块链以更新双方同意的通道余额。如果不再需要该通道或存款已用尽，则关闭该通道并将这个关闭操作广播到区块链，最后双方的余额根据支付通道的最新版本来确定，即用最新版本的余额返回给每个用户。

状态通道则是在支付通道的基础上进行加强，它从根本上丰富了支付渠道的功能。具体而言，状态通道的用户除付款外，还可以链下方式执行复杂的智能合约。在彼此之间建立状态通道的双方可以维护一个共同的账户，并在其上执行合同，而无需在真实的区块链上注册它们。该解决方案中各方可以随时在真实区块链上公布通道的当前链下状态，并让通道中的合同公平地完成执行，因此具有一定的安全性。利用状态通道用可以实现很多应用，包括数字内容分发，在线游戏或快速分散令牌交换的合同。多方状态通道则是允许两个以上用户建立一个联名账户并且脱链执行涉及的合同。这大大扩展了状态通道网络的适用性，比如许多应用(在线游戏或数字资产交换等)都可以用方状态通道支持。

发明内容

针对背景技术存在的问题，本发明提供一种基于区块链多方状态通道的异质频谱拍卖方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种基于区块链多方状态通道的异质频谱拍卖方法，包括以下步骤：

步骤1、创建多方状态通道；

根据频谱拍卖涉及的买家和卖家以及其投资到多方状态通道中的初始资金，判断其在状态通道中的位置以及初始资金是否具有创建多方状态通道的条件，如果条件满足则创建一个多方状态通道；

步骤2、执行频谱拍卖和交易合约，包括四个阶段；

注册阶段，卖方向合约提交加密的频谱执照、频谱估值和频谱的到期时间，合约锁定卖家的押金；

竞标阶段，买家向合约提供自己的竞价，合约先检查买家的余额，如果足以支付竞价则锁住买家的定金，如果不足以支付竞价，则不允许该买家参与竞标；

中标者和支付决定阶段，合约根据买家的干涉图将频谱分成互不干涉的小组，然后将分组后的买家和卖家进行匹配；再对频谱进行分配，确定每个买家小组的竞价，最后将分配结果进行广播；

清算阶段，卖方将对频谱执照进行编码的密钥发送给竞标成功的买家，并将竞标成功的买家的竞价款转移到卖方账户；

步骤3，关闭多方状态通道；

根据合约执行的最后状态分配多方状态通道中的资金，并将资金从多方状态通道转移到各方的真实账户中。

在上述基于区块链多方状态通道的异质频谱拍卖方法中，步骤1的实现包括对多方状态通道进行定义：

一个n方状态通道定义为一个元组：＝(γ.id，γ.users，γ.E，γ.subchan，γ.cash，γ.cspace，γ.validity，)；属性对(γ.users，γ.E)定义了一个无环连通无向图，其中，γ.users∈P的顶点集包含γ的n个节点的身份，P为状态通道网络中的节点集合，n个节点的身份包含拍卖中的所有买方和卖方；边集γ.E表示γ用户中的双边状态通道；边集γ.E的元素是无序对{P，Q}∈γ.E；属性γ.subchan是将集合γ.E映射到通道标识符{0，1}*的函数，γ.subchan({P，Q})是P和Q之间的双方状态通道的标识符；定义函数γother-party，在输入P∈γ时，用户输出集合γ.users\{P}除了P以外的所有用户；定义一个函数γ.neighbors，在输入P∈γ时，用户输出为所有Q∈γ.users组成的集合，其中{P，Q}∈γ；定义一个函数γ.split，在输入有序对(P，Q)时，其中{P，Q}∈γ.E，它将用户集γ.users分成两个子集V_P，V_Q；集合V_P包含P和所有更接近P，集合V_Q包含Q和所有更接近Q；属性γ.cash是一个函数从γ.users到γ.cash(P)的映射，γ.cash(P)是当事方P∈γ.users在通道中拥有的硬币数量；属性γ.cspace是一个部分函数，用于描述多方状态通道中当前打开的所有合约实例的集合；在创建多方状态通道时，首先判断状态通道网络中想要参与频谱拍卖的卖家和买家是否在一个无环连通无向图中，若条件不满足，则不能创建多方状态通道；再判断卖家和买家投资的资金是否大于拍卖所需押金，若不满足条件，则不允许参与多方通道的创建。

在上述基于区块链多方状态通道的异质频谱拍卖方法中，步骤2的实现包括对合约进行定义：

合约的定义包含：(i)合约代码C，以编程语言编写的静态对象；(ii)合约实例v，通过部署合约代码C得出；每个合约实例v在其生命周期内均维护着一个存储地址v.storage，用于存储合交易合约的当前状态；合约代码中的构造函数用于创建实例及其初始v.storage；合约代码定义为元组C＝(A，g₁，...，g_r，f₁，...，f_s)，其中A是编译后的v.storage，g₁，...，g_r为合同构造函数的函数，f₁，...，f_s称为合约函数；

拍卖合约包含以下函数：

①注册函数f_Registration，卖方i加密想要出售的频谱执照，然后发送订单(i，S_i，j，L_i，j，T_i，j，V_i，j)到合约，其中i是卖方ID，S_i，j是待售频谱，L_i，j是待售频谱执照，T_i，j是频谱可用时间，V_i，j是卖方对频谱的估值，T＜γ.validity的被拒绝；合约锁住卖方余额M作为押金，其中押金等于卖方对该频谱的估值，M＝V_i，j；合约内部维护一个托管池ESPOOL来存储所有参与者的押金，然后合约检查卖方是否有能力支付价值为M的押金；如果是，则所需的押金将会被合约锁住；

②竞标函数f_{Bid-submission}，买方i得知所有可用频谱，然后提交对所有频谱的竞标(i，S_i，j，W_i，j)，其中S_i，j＝{S_i，j，1，s_i，j，2，...，S_i，j，k}，然后，买方i提交一份押金申请，其中包含向智能合约存入的押金M，M的数值等于该买方对所有的频谱出价的最高价；一旦合约确定买方能够支付押金，则锁住所需的押金额度并更新托管池ESPOOL；

③中标者决定函数f_{Buyer-grouping}和支付决定函数f_{Allocation-and-pricing}，合约收集所有竞标信息，并按照订单顺序构造频谱S_k的干涉图，找到一个互不干涉的子集g_k，||g_k||是集合中买家的数量，智能合约重复上述步骤，直到没有买家要分组或没有剩余的频谱；然后，合约将每组竞价与卖方对匹配频谱的估值进行比较，如果小组竞标价高于估值，p_k＞V_i，k，则除出价最低的成员外，将对应的频谱执照分配给组内的每个成员，如果买方i是中标小组g_k的一员，那么买方i对应的p_i则需加上中标小组的小组竞标价，其中p_i是买家i需要支付赢得的所有频谱的花费；

④清算函数f_Clearing，买方先验证频谱执照，若对该执照持有异议则可交由合约判断，然后合约在多方状态通道中转移资金。

在上述基于区块链多方状态通道的异质频谱拍卖方法中，，步骤3的实现包括：

在多方状态通道的有效时间到来时，根据多方状态通道执行合约后的最后状态版本，关闭多方状态通道，并将最后状态版本里规定的各方所属资金转移到相应的账户中；具体包括：

a.如果一方发送了过期的频道版本，则将被视为不诚实，其存款将被没收并平均分配给其他人；

b.设

为当前状态版本，而γ为多方状态通道的初始版本，设C：＝∑_p∈γ.usersγ.cash(P)和

设

如果C＞C^，则每个P∈γ；用户将X添加到

c.对于每个

进行如下操作：设

然后将

硬币加到γsub.subchan({P，Q})和

到

中的Q余额中；最后发送(closed，

)给γ.users。

与现有技术相比，本发明基于区块链支付通道技术，根据频谱的异质性和供需动态性，构建多方状态通道进行多买方、多卖方的拍卖。本发明不仅可以提高频谱的复用率，通过拍卖将频谱分配给最需要频谱用户，维护拍卖的公平性，还能以很低的链上开销实现很高的经济效益。

附图说明

图1是本发明一个实施例的系统框架图；

图2是本发明一个实施例的异质频谱拍卖的流程图；

图3是本发明一个实施例的频谱干涉图实例。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

本实施例是通过以下技术方案来实现的，一种基于区块链多方状态通道的异质频谱拍卖机制，包含以下步骤：

S1，创建多方状态通道；

根据频谱拍卖涉及的买家和卖家以及其投资到多方状态通道中的初始资金，判断其在状态通道中的位置以及资金是否具有创建多方状态通道的条件，如果条件满足则创建一个多方状态通道；

S2，执行频谱拍卖和交易合约；

合约分为四个阶段：

在注册阶段，卖方向合约提交加密了的频谱执照、频谱估值和频谱的到期时间，合约锁定卖家的押金；

在竞标阶段，买家向合约提供自己的竞价，合约先检查买家的余额，如果足以支付竞价则锁住买家的定金，如果不足以支付竞价，则该买家不能参与竞标；

在中标者和支付决定阶段，合约根据买家的干涉图将频谱分成互不干涉的小组，然后将将分组后的买家和卖家进行匹配。然后合约对频谱进行分配，确定每个买家小组的竞价，最后将分配结果进行广播；

最后在清算阶段，卖方将对频谱执照进行编码的密钥发送给买家，并将竞标成功的买家的钱(数额等于买家小组的竞价)转移到卖方账户。

S3，关闭多方状态通道；

根据合约执行的最后状态分配状态通道中的资金，并将资金从多方状态通道中转移到各方的真实账户中；

并且在S1中，一个n方状态通道可以定义为一个元组：＝(γ.id，γ.users，γ.E，γ.subchan，γ.cash，γ.cspace，γ.validity，)。属性对(γ.users，γ.E)定义了一个无环连通无向图，其中γ.users∈P(状态通道网络中的节点集合)的顶点集包含γ的n个节点(拍卖中的所有买方和卖方)的身份，边集γ.E表示γ的用户中的双边状态通道。由于(γ.users，γ.E)是无向图，因此γ.E的元素是无序对{P，Q}∈γ.E。属性γ.subchan是将集合γ.E映射到通道标识符{0，1}*的函数，因此γ.subchan({P，Q})是P和Q之间的双方状态通道的标识符，我们定义了函数γother-party，在输入P∈γ时，用户输出集合γ.users\{P}，，除了P以外的所有用户。此外，我们定义了一个函数γ.neighbors。在输入P∈γ时，用户输出由所有Q∈γ.users组成的集合，其中{P，Q}∈γ。定义一个函数γ.split，它，工作原理如下。在输入有序对(P，Q)时，其中{P，Q}∈γ.E，它将用户集γ.users分成两个子集V_P，V_Q。集合V_P包含P和所有“更接近”P，集合V_Q包含Q和所有更接近Q。属性γ.cash是一个函数从γ.users到γ.cash(P)的映射，γ.cash(P)是当事方P∈γ.users在通道中拥有的硬币数量。属性γ.cspace是一个部分函数，用于描述此多方状态通道中当前打开的所有合约实例的集合。在创建多方状态通道时，首先判断状态通道网络中想要参与频谱拍卖的卖家和买家是否在一个无环连通图中，如果这个条件不满足，则不能创建多方状态通道；接下来判断卖家和买家投资的资金是否大于拍卖所需押金，如果某个卖家或者买家不满足条件，则他不允许参与多方通道的创建。

并且，在S2中，一个合约的定义可以包含两个概念：(i)合约代码C，以某种编程语言(包括许多功能)编写的静态对象；(ii)合约实例v，这是通过部署合约代码C得出的。每个合约实例v在其生命周期内都维护着一个(动态变化的)存储地址v.storage，用于存储合约的当前状态。合约代码中的一个函数(称为构造函数)用于创建实例及其初始v.storage。合约代码可以定义为元组C＝(A，g₁，...，g_r，f₁，...，f_s)，其中A是编译后的v.storage，而g₁，...，g_r是称为合同构造函数的函数，而f₁，...，f_s称为合约函数，从而允许合约实现复杂的功能。

拍卖合约包含以下几个函数：

注册函数f_Registration，卖方i加密她想要出售的频谱执照，然后发送订单(i，S_i，j，L_i，j，T_i，j，V_i，j)到合约，其中i是卖方ID、S_i，j是待售频谱、L_i，j是待售频谱执照、T_i，j是频谱可用时间和V_i，j是卖方对频谱的估值。T＜γ.validity的被拒绝；然后，合约锁住卖方M美元的余额作为押金，其中押金等于卖方对该频谱的估值(即M＝V_i，j)；合约内部维护一个托管池ESPOOL来存储所有参与者的押金，然后合约检查卖方是否有能力支付价值为M的押金；如果是，则所需的押金将会被合约锁住。

竞标函数f_{Bid-submission}，买方i可得知所有可用频谱，然后提交她对所有频谱的竞标(i，S_i，j，W_i，j。其中S_i，j＝{S_i，j，1，S_i，j，2，...，S_i，j，k}，然后，买方i提交一份押金申请，其中包含她向智能合约存入的押金M，其中，M的数值等于该买方对所有的频谱出价的最高价；一旦合约确定买方能够支付她的押金，则锁住他所需的额押金并更新托管池ESPOOL。

中标者决定函数f_{Buyer-grouping}和和支付决定函数f_{Allocation-and-pricing}，合约收集所有竞标信息，并按照订单顺序构造频谱S_k的干涉图，然后，找到一个互不干涉的子集g_k，||g_k||是集合中买家的数量，智能合约重复上述步骤，直到没有买家要分组或没有剩余的频谱，下一步，合约将每组竞价与卖方对匹配频谱的估值进行比较，如果小组竞标价高于估值，p_k＞V_i，k，则除出价最低的成员外，将对应的频谱执照分配给组内的每个成员，对如果买方i是中标小组g_k的一员，那么买方i对应的p_i则需加上中标小组的小组竞标价，其中p_i是买家i需要支付她赢得的所有频谱的花费；

清算函数f_Clearing，买方先验证频谱执照，若对该执照持有异议则可交由合约判断，然后合约在多方状态通道中转移资金。

并且，在S3中，在多方状态通道的有效时间到来时，根据多方状态通道执行合约后的最后状态版本，关闭多方状态通道，并把最后状态版本里规定的各方的所属资金转移到相应的账户中。具体的，如果一方发送了过期的频道版本，则他将被视为不诚实的，他的存款将被没收并平均分配给其他人。设

当前，而γ为多方状态通道的初始版本。设C：＝∑_P∈γ.usersγ.cash(P)和

设

如果C＞C^，则对于每个P∈γ。用户将X添加到

对于每个

进行如下操作：先设

然后将

硬币加到γsub.subchan({P，Q})和

到

中的Q余额中。最后发送(closed，

)给γ.users。

以下对多方状态通道和合约进行数学定义：如图1所示，多方状态通道建立在状态通道网络之上。一个状态通道网络可以用图G＝(P，E)表示，其中P表示区块链中的节点的集合，E表示网络中的状态信道。对于每一对节点v_i和v_j，如果有一个状态通道[v_i，v_j]∈E连接它们，我们分别用b_i，j，b_j，i来表示帐户v和v_j的余额。状态通道网络中的任何子集都可以形成多方状态通道，其中唯一的限制是参与多方状态通道的各方通过状态通道网络中的路径进行连接。因为一旦一个对等节点连接到网络上，它就参与形成多方状态通道，而这些通道又是不断变化的。多方状态通道的另一个特点是虚拟的，这允许在不与区块链进行交互的情况下打开和关闭多方状态通道。因此，所有参与方都是诚实的情况下，多方状态通道可以立即打开或者关闭，而成本几乎为零。在构建方式上面，虚拟多方状态通道是以递归的方式构建的，使用2方状态通道作为基础结构。例如，如果连接路径上的个别政党不希望参与多党国家频道，则可以通过在其上方建立虚拟的两党国家频道来“切断”。

具体实施时，一、创建多方状态通道。

本实施例中有3个卖家(假设分别为S₁，S₂，s₃)和有7个买家(假设分别为a，b，c，d，e，f，g)共10个成员参与多方通道的创建。图2为他们在状态通道网络中的位置。由于卖家和买家在一个无环连通图中，卖方1押金为9，卖方2的押金4，卖方3的押金为1，他们投资的资金都为100，都满足资金大于押金，可以创建多方状态通道。

二、执行频谱拍卖和交易合约。

执行注册函数f_Registration。买家向合约提供自己的竞价，合约先检查买家的余额，如果足以支付竞价则锁住买家的定金，如果不足以支付竞价，则该买家不能参与竞标。本实施例中，有一个卖家S₁用有2个频谱，并分别估值S_1，1＝5，S_1，2＝4，另两个卖家各有一个估值为S_2，1＝4，S_3，1＝1的频谱。

执行竞标函数f_{Bid-submission}。买家向合约提供自己的竞价，合约先检查买家的余额，如果足以支付竞价则锁住买家的定金，如果不足以支付竞价，则该买家不能参与竞标

执行中标者决定函数f_{Buyer-grouping}和和支付决定函数f_{Allocation-and-pricing}。合约根据买家的干涉图将频谱分成互不干涉的小组，然后将将分组后的买家和卖家进行匹配。然后合约对频谱进行分配，确定每个买家小组的竞价，最后将分配结果进行广播。假设这4个频谱已经按照频率的上升顺序排列并重新编号为sp₁，sp₂，sp₃，sp₄。买方a想要两个频谱，所以向智能合约提交两份存款申请，分别包含$M_1，1＝7，$M_1，2＝7。图3为注册频谱的干涉图。图3的(a)显示了sp₁的干涉图。g₁＝{a₁，e₁}，因为a₁对sp₁的出价大于e₁的出价。所以出价最低者不能获胜，所以a₁获胜，sp₁的小组竞标价为6，sp₁的拥有者获得竞标价为6。在第二次迭代中，从图中删除a₁、e₁两个结点，并且删除(a₂，c)、(a₂，g)、(c，e₂)、(e₂，b)、(e₂，g)和(e₂，f)之间的边，因为对频谱sp₂这几个买家互不干扰。g₂＝{a₂，c，e₂}，组标p₂＝3*2＝6。随后，在第三次迭代中，将a₂，c，e₂从图中剔除。g₃＝{b，d}，小组竞标价为3。在第4次迭代中，g₄＝{f，g}，小组竞标价为2。在所有分组工作完成后，智能合约将各个小组竞标价与卖方的相应估值进行比较。如果该小组的出价不超过估值，买卖双方竞标失败。频谱sp₃的拥有者和买家b，d在该轮竞标失败。a₁分配到了sp1，需支付6；a₂、c分别分配到了sp₂并各自支付3给卖家；拥有sp₁、sp₂的卖方S₁得到12；f分配到了sp₄，需支付2；拥有sp4的S₃得到付款金额2。

执行清算函数f_Clearing。卖方将对频谱执照进行编码的密钥发送给买家，并将竞标成功的买家的钱(数额等于买家小组的竞价)转移到卖方账户

三、关闭多方状态通道。最后卖家S₁的余额为112，S₂的余额为100，S₃的余额为192，买家a的余额为91，b的余额为100，c的余额为97，d的余额为100，e的余额为100，f的余额为98，g的余额为100。最后关闭多方状态通道，并将资金从多方状态通道中转移到买家和卖家的真实账户中。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种基于区块链多方状态通道的异质频谱拍卖方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤1、创建多方状态通道；

根据频谱拍卖涉及的买家和卖家以及其投资到多方状态通道中的初始资金，判断其在状态通道中的位置以及初始资金是否具有创建多方状态通道的条件，如果条件满足则创建一个多方状态通道；

步骤2、执行频谱拍卖和交易合约，包括四个阶段；

注册阶段，卖方向合约提交加密的频谱执照、频谱估值和频谱的到期时间，合约锁定卖家的押金；

竞标阶段，买家向合约提供自己的竞价，合约先检查买家的余额，如果足以支付竞价则锁住买家的定金，如果不足以支付竞价，则不允许该买家参与竞标；

中标者和支付决定阶段，合约根据买家的干涉图将频谱分成互不干涉的小组，然后将分组后的买家和卖家进行匹配；再对频谱进行分配，确定每个买家小组的竞价，最后将分配结果进行广播；

清算阶段，卖方将对频谱执照进行编码的密钥发送给竞标成功的买家，并将竞标成功的买家的竞价款转移到卖方账户；

步骤3，关闭多方状态通道；

根据合约执行的最后状态分配多方状态通道中的资金，并将资金从多方状态通道转移到各方的真实账户中。

2.如权利要求1所述基于区块链多方状态通道的异质频谱拍卖方法，其特征是，步骤1的实现包括对多方状态通道进行定义：

一个n方状态通道定义为一个元组：＝(γ.id，γ.users，γ.E，γ.subchan，γ.cash，γ.cspace，γ.validity，)；属性对(γ.users，γ.E)定义了一个无环连通无向图，其中，γ.users∈P的顶点集包含γ的n个节点的身份，P为状态通道网络中的节点集合，n个节点的身份包含拍卖中的所有买方和卖方；边集γ.E表示γ用户中的双边状态通道；边集γ.E的元素是无序对{P，Q}∈γ.E；属性γ.subchan是将集合γ.E映射到通道标识符{0，1}*的函数，γ.subchan({P，Q})是P和Q之间的双方状态通道的标识符；定义函数γother–party，在输入P∈γ时，用户输出集合γ.users\{P}除了P以外的所有用户；定义一个函数γ.neighbors，在输入P∈γ时，用户输出为所有Q∈γ.users组成的集合，其中{P，Q}∈γ；定义一个函数γ.split，在输入有序对(P，Q)时，其中{P，Q}∈γ.E，它将用户集γ.users分成两个子集V_P，V_Q；集合V_P包含P和所有更接近P，集合V_Q包含Q和所有更接近Q；属性γ.cash是一个函数从γ.users到γ.cash(P)的映射，γ.cash(P)是当事方P∈γ.users在通道中拥有的硬币数量；属性γ.cspace是一个部分函数，用于描述多方状态通道中当前打开的所有合约实例的集合；在创建多方状态通道时，首先判断状态通道网络中想要参与频谱拍卖的卖家和买家是否在一个无环连通无向图中，若条件不满足，则不能创建多方状态通道；再判断卖家和买家投资的资金是否大于拍卖所需押金，若不满足条件，则不允许参与多方通道的创建。

3.如权利要求1所述基于区块链多方状态通道的异质频谱拍卖方法，其特征是，步骤2的实现包括对合约进行定义：

合约的定义包含：(i)合约代码C，以编程语言编写的静态对象；(ii)合约实例v，通过部署合约代码C得出；每个合约实例v在其生命周期内均维护着一个存储地址v.storage，用于存储合交易合约的当前状态；合约代码中的构造函数用于创建实例及其初始v.storage；合约代码定义为元组C＝(A，g₁，...，g_r，f₁，...，f_s)，其中A是编译后的v.storage，g₁，...，g_r为合同构造函数的函数，f₁，...，f_s称为合约函数；

拍卖合约包含以下函数：

①注册函数f_Registration，卖方i加密想要出售的频谱执照，然后发送订单(i,S_i，j,L_i，j,T_i，j,V_i，j)到合约，其中i是卖方ID，S_i，j是待售频谱，L_i，j是待售频谱执照，T_i，j是频谱可用时间，V_i，j是卖方对频谱的估值，T<γ.validity的被拒绝；合约锁住卖方余额M作为押金，其中押金等于卖方对该频谱的估值，M＝V_i，j；合约内部维护一个托管池ESPOOL来存储所有参与者的押金，然后合约检查卖方是否有能力支付价值为M的押金；如果是，则所需的押金将会被合约锁住；

②竞标函数f_{Bid-submission}，买方i得知所有可用频谱，然后提交对所有频谱的竞标(i,S_i，j,W_i，j)，其中S_i，j＝{S_i，j，1,S_i，j，2,…,S_i，j，k}，然后，买方i提交一份押金申请，其中包含向智能合约存入的押金M，M的数值等于该买方对所有的频谱出价的最高价；一旦合约确定买方能够支付押金，则锁住所需的押金额度并更新托管池ESPOOL；

③中标者决定函数f_{Buyer-grouping}和支付决定函数f_{Allocation-and-pricing}，合约收集所有竞标信息，并按照订单顺序构造频谱S_k的干涉图，找到一个互不干涉的子集g_k，||g_k||是集合中买家的数量，智能合约重复上述步骤，直到没有买家要分组或没有剩余的频谱；然后，合约将每组竞价与卖方对匹配频谱的估值进行比较，如果小组竞标价高于估值，p_k>V_i，k，则除出价最低的成员外，将对应的频谱执照分配给组内的每个成员，如果买方i是中标小组p_k的一员，那么买方i对应的p_i则需加上中标小组的小组竞标价，其中p_i是买家i需要支付赢得的所有频谱的花费；

④清算函数f_Clearing，买方先验证频谱执照，若对该执照持有异议则可交由合约判断，然后合约在多方状态通道中转移资金。

4.如权利要求1所述基于区块链多方状态通道的异质频谱拍卖方法，其特征是，步骤3的实现包括：

在多方状态通道的有效时间到来时，根据多方状态通道执行合约后的最后状态版本，关闭多方状态通道，并将最后状态版本里规定的各方所属资金转移到相应的账户中；具体包括：

a.如果一方发送了过期的频道版本，则将被视为不诚实，其存款将被没收并平均分配给其他人；

b.设

为当前状态版本，而γ为多方状态通道的初始版本，设C：＝∑_{p∈γ·users}γ.cash(P)和

设

如果C>C^，则每个P∈γ；用户将X添加到

c.对于每个

进行如下操作：设

然后将

硬币加到γsub.subchan({P，Q})和

到

中的Q余额中；最后发送

给γ.users。

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