CN113630846B - 一种区块链无线接入网中的快速接入方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种区块链无线接入网络中的快速接入系统及方法，包括：用户、服务提供商、存储转账信息的区块链；服务提供商每次按照固定的服务时长给用户提供接入服务；用户每次在服务提供商指定的时间之前将转账信息提交给服务提供商；服务提供商定期将转账信息上传到区块链上。与区块链无线接入网络中现有的接入机制相比，本发明提出的接入机制具有更短的接入时延，且能够有效促进服务提供商与用户之间的合作。

Description

一种区块链无线接入网中的快速接入方法
技术领域
本发明涉及区块链技术领域，尤其是一种区块链无线接入网络中的快速接入系统及方法。
背景技术
近年来，区块链技术的快速发展使其成为研究热点，吸引了大量的研究兴趣。自2008年中本聪提出比特币概念的十多年以来，区块链技术在去中心化、信任建立与达成共识方面显示出巨大的价值，因此它在物联网、移动通信等经济学以外的大量领域也得到了广泛应用。美国联邦通信委员会在2018年世界移动大会上提出，区块链可能会被整合到下一代网络的无线通信中。有人甚至认为，区块链技术可能成为第六代无线通信的基本范式。
当前不断增长的接入需求与现有频谱和基础设施资源的利用不足表明，急需开发一种新的网络架构，以整合服务提供商和用户的多方力量，改变今天面临的僵化的网络接入模式。为解决这一问题，区块链无线接入网络的概念应运而生。区块链无线接入网络是一种去中心化的安全无线接入框架，它利用区块链的原理将多个无信任的网络纳入一个更大的共享网络，并使各个网络参与方从正向网络效应中受益。区块链无线接入网络可以通过简化网络层的运营商间合作(而不是增加物理层的信道容量)来提高整体吞吐量。
虽然现有的区块链无线接入网络框架日趋完善，但仍存在一些问题有待解决。接入时延大是最主要的问题。与传统无线接入网相比，区块链无线接入网中增加了将接入请求打包上链并等待确认的过程，也因此增加了相应的时延。由于区块链中出块时间基本维持在大致相同的数值，每存在一个确认的区块，平均接入时延就增加一个出块时间。然而，足够的确认数保证了区块链系统中交易的不可篡改性。这使得接入时延和系统安全性之间存在互相取舍的关系，且很难通过区块链系统内的参数调整解决这一问题。
区块链无线接入网络的另一问题在于，用户在互信关系中处于相对弱势地位。现行接入方案还无法解决诸如网络内某一服务提供商在收取费用后拒绝提供服务这样的系统外问题。在实际生活中，这样的问题是不会发生的，因为这是社会生活所不允许的，不诚实的参与者会受到相应的惩罚。但在区块链无线接入网络这样一个开放的非许可区块链系统中，身份的伪造是相对容易的，也很难实施相应的惩罚。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提出一种区块链无线接入网络中的快速接入系统及方法，以解决区块链无线接入网中现存的接入时延大和无法确保合作的问题。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
一种区块链无线接入网络中的快速接入系统，包括：
用户、服务提供商、存储转账信息的区块链；服务提供商每次按照固定的服务时长给用户提供接入服务；用户每次在服务提供商指定的时间之前将给指定账户的转账信息提交给服务提供商；服务提供商定期将转账信息上传到区块链上。
相应地，快速接入系统的工作流程如下：
(1)用户向服务提供商提交接入请求；
(2)服务提供商收到用户提交的接入请求后，检验接入请求的正确性，并判断自身能否提供满足用户需求的服务质量；在验证了请求的正确性并判断可以满足用户需求之后，服务提供商同意提供接入服务，并向用户提供一个区块链上的转账地址用于收费；
(3)服务提供商以固定的服务时间段为单位向用户提供服务，每段服务都是定长的；服务提供商首先向用户提供“试用”，并要求用户在试用时间结束前支付整段服务所需的费用，即将对应的转账交易信息发送给服务提供商；
(4)用户按照要求将对应的转账信息发送给服务提供商之后，服务提供商向用户提供本段剩余时间的服务；同时，服务提供商将转账信息发送到区块链网络，并由区块链网络的维护者将转账信息打包并上传到区块链；
(5)服务提供商按照规定提供了本段剩余时间的服务后，服务提供商可以重复步骤(3)-(4)，以继续向用户提供接入服务；也可选择不再提供服务，则服务中止。某段服务后用户如果希望终止服务，可直接在步骤(3)中不进行支付，即不发送转账信息给服务提供商的方式。
优选的，在步骤(1)中，用户无需事先告知服务提供商总请求长度，而是通过在服务过程中停止合作的方式中断服务；在服务开始后，如果用户觉得服务提供商提供的服务质量不能满足需求，可直接中止服务，并向其他服务提供商请求服务。
优选的，在步骤(3)中，服务提供商以等长的时隙为单位提供服务；对于每一段服务，服务提供商先提供试用，如果用户不按照要求在规定的时间内提供转账信息，则中断提供服务；如果中断后一定时间内用户将包含规定的金额的转账信息发送给服务提供商，则服务提供商将从中断处继续提供服务；否则，如果超出一定时间，则服务提供商将完全停止服务。
优选的，在步骤(4)中，如果服务提供商在接收用户提供的转账信息后拒绝进一步提供服务，则用户将拒绝继续在后续过程中提供转账信息，直到用户接受规定的服务。
优选的，在步骤(4)中，服务提供商将接收到的转账信息打包进区块，并将区块发布到区块链上，即将其添加到区块链的末端；当后续有足够多的区块在该区块之后发布，即收到足够的确认后，可认为转账信息是不可篡改的。
优选的，由于服务过程被拆分为若干轮，服务提供商拒绝提供服务或用户拒绝支付的不合作行为只能获得极少的收益，并会导致其损失后续可能的一切收益。
本发明的优点及效果如下：
(1)本发明相比现有的区块链无线网中的接入机制，通过重复博弈确保接入请求能够先被服务后上链，从而大大降低了接入时延；
(2)本发明利用重复博弈，确保服务提供商和用户能够达成合作，且只要满足一定条件，合作行为对双方而言都能够获得更高的平均收益；
(3)本发明方案实施简单，可靠性高。
附图说明
图1为本发明的工作流程示意图。
图2为传统区块链无线接入网中的接入流程。
图3为本发明接入时延与区块链无线接入网传统接入机制的接入时延的比较。
具体实施方式
本发明提出了一种区块链无线接入网中的快速接入系统及方法，其流程图如图1所示。该接入系统的具体步骤如下：
(1)用户向服务提供商提交接入请求；
(2)服务提供商收到用户提交的接入请求后，检验接入请求的正确性，并判断自身能否提供满足用户需求的服务质量；在验证了请求的正确性并判断可以满足用户需求之后，服务提供商同意提供接入服务，并向用户提供一个区块链上的转账地址用于收费；
(3)服务提供商以固定的服务时间段为单位向用户提供服务，每段服务都是定长的；服务提供商首先向用户提供“试用”，并要求用户在试用时间结束前支付整段服务所需的费用，即将对应的转账交易信息发送给服务提供商；
(4)用户按照要求将对应的转账信息发送给服务提供商之后，服务提供商向用户提供本段剩余时间的服务；同时，服务提供商将转账信息发送到区块链网络，并由区块链网络的维护者将转账信息打包并上传到区块链；
(5)服务提供商按照规定提供了本段剩余时间的服务后，服务提供商可以重复步骤(3)-(4)，以继续向用户提供接入服务；也可选择不再提供服务，则服务中止；某段服务后用户如果希望终止服务，可直接在步骤(3)中不进行支付，即不发送转账信息给服务提供商的方式。
在步骤(1)中，用户无需事先告知服务提供商总请求长度，而是通过在服务过程中停止合作的方式中断服务；在服务开始后，如果用户觉得服务提供商提供的服务质量不能满足需求，可直接中止服务，并向其他服务提供商请求服务。
在步骤(3)中，服务提供商以等长的时隙为单位提供服务；对于每一段服务，服务提供商先提供试用，如果用户不按照要求在规定的时间内提供转账信息，则中断提供服务；如果中断后一定时间内用户将包含规定的金额的转账信息发送给服务提供商，则服务提供商将从中断处继续提供服务；否则，如果超出一定时间，则服务提供商将完全停止服务。
在步骤(4)中，如果服务提供商在接收用户提供的转账信息后拒绝进一步提供服务，则用户将拒绝继续在后续过程中提供转账信息，直到用户接受规定的服务。
在步骤(4)中，服务提供商将接收到的转账信息打包进区块，并将区块发布到区块链上，即将其添加到区块链的末端；当后续有足够多的区块在该区块之后发布，即收到足够的确认后，可认为转账信息是不可篡改的。

Claims (5)

1.区块链无线接入网络中的快速接入方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)用户向服务提供商提交接入请求；
(2)服务提供商收到用户提交的接入请求后，检验接入请求的正确性，并判断自身能否提供满足用户需求的服务质量；在验证了请求的正确性并判断可以满足用户需求之后，服务提供商同意提供接入服务，并向用户提供一个区块链上的转账地址用于收费；
(3)服务提供商以固定的服务时间段为单位向用户提供服务，每段服务都是定长的；服务提供商首先向用户提供“试用”，并要求用户在试用时间结束前支付整段服务所需的费用，即将对应的转账交易信息发送给服务提供商；服务提供商以等长的时隙为单位提供服务；对于每一段服务，服务提供商先提供试用，如果用户不按照要求在规定的时间内提供转账信息，则中断提供服务；如果中断后一定时间内用户将包含规定的金额的转账信息发送给服务提供商，则服务提供商将从中断处继续提供服务；否则，如果超出一定时间，则服务提供商将完全停止服务；
(4)用户按照要求将对应的转账信息发送给服务提供商之后，服务提供商向用户提供本段剩余时间的服务；同时，服务提供商将转账信息发送到区块链网络，并由区块链网络的维护者将转账信息打包并上传到区块链；
(5)服务提供商按照规定提供了本段剩余时间的服务后，服务提供商可以重复步骤(3)-(4)，以继续向用户提供接入服务；也可选择不再提供服务，则服务中止；某段服务后用户如果希望终止服务，可直接在步骤(3)中不进行支付，即不发送转账信息给服务提供商的方式。
2.如权利要求1所述的区块链无线接入网络中的快速接入方法，其特征在于：在步骤(1)中，用户无需事先告知服务提供商总请求长度，而是通过在服务过程中停止合作的方式中断服务；在服务开始后，如果用户觉得服务提供商提供的服务质量不能满足需求，可直接中止服务，并向其他服务提供商请求服务。
3.如权利要求1所述的区块链无线接入网络中的快速接入方法，其特征在于：在步骤(4)中，如果服务提供商在接收用户提供的转账信息后拒绝进一步提供服务，则用户将拒绝继续在后续过程中提供转账信息，直到用户接受规定的服务。
4.如权利要求1所述的区块链无线接入网络中的快速接入方法，其特征在于：在步骤(4)中，服务提供商将接收到的转账信息打包进区块，并将区块发布到区块链上，即将其添加到区块链的末端；当后续有足够多的区块在该区块之后发布，即收到足够的确认后，可认为转账信息是不可篡改的。
5.如权利要求1所述的区块链无线接入网络中的快速接入方法，其特征在于：服务过程被拆分为若干轮，服务提供商拒绝提供服务或用户拒绝支付的不合作行为只能获得极少的收益，并会导致其损失后续可能的一切收益。
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