CN116032937A - 一种边缘计算设备算力交易方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种边缘计算设备算力交易方法和系统，方法包括：局域网管理设备对局域网内的终端设备进行管理并且向区块链平台进行注册，区块链平台将广播消息发送到区块链系统；以及算力需求方向区块链系统广播算力需求交易请求消息，算力提供方判断自身满足算力需求后发起算力交易请求，算力需求方对算力交易请求确认后生成订单，并对交易信息进行加密后发给算力提供方，算力提供方解密后进行计算，完成计算后将计算结果加密发回算力需求方，并通过区块链平台完成交易。利用本发明，实现可信的边缘计算设备的算力交易，提高个人计算设备的可信度，使个人终端设备成为算力提供方，提升算力资源的整体利用效率。

Description

一种边缘计算设备算力交易方法及系统

技术领域

本发明涉及一种可信的边缘计算设备算力交易方法及系统。

背景技术

随着社会需求的增加，考虑到市场和技术因素，云计算服务商向边缘计算领域扩展。边缘计算中涉及的大量边缘计算节点，采用类似云计算节点的建设和运营模式是不可取的，需要研究和实践新的路径来解决边缘算力提供的问题。但现有各类终端算力资源，如物理服务器、个人电脑等，因为资源量少、被信任度低、调度成本高等因素，利用率普遍较低。如果能将这些终端算力资源安全可靠的共享出来，就能产生更大的价值，使能更多元的算力拥有者成为算力资源交易的提供方，提升算力资源的整体利用效率，助力边缘计算的分布化建设和多样化服务。

在当前技术中，算力的使用和购买多是通过大型数据中心、计算集群的方式，个人用户、个人电脑终端等设备不参与算力的买卖。

发明内容

现有技术中的算力交易方法可信度低，整体利用效率低。

针对以上问题，本发明提供一种可信的边缘计算设备算力交易方法和系统，同一局域网之内的个人终端设备组成一个虚拟的群组，所有群组组成一个区块链网络，每个群组作为区块链网络的一个节点。同一群组内的个人终端设备采用同一网络安全防护软件，可以保证个人终端设备的安全性，从而增加其作为算力交易方的安全性和被信任度，每个群组为一个区块链网络节点，统一管理节点内各个个人终端的计算资源(包括资源量、忙/闲、参与算力交易的次数、信誉度等)。算力买方在区块链网络上发布算力需求消息广播和自己当前的网络位置，区块链上各节点接收区块链网络上的消息广播，并根据当前自己节点内各个人终端计算资源及相应网络位置判断是否满足买方的需求，若满足则发送应答消息到区块链网络；买卖双方建立交易，生成并存储对应的订单信息至区块链系统。

一种边缘计算设备算力交易方法，所述方法包括：

局域网管理设备对局域网内的终端设备进行管理并且向区块链平台进行注册，所述区块链平台将包含所述局域网管理设备的第一公钥、第一私钥和第一随机函数的广播消息发送到区块链系统，以用于对交易信息进行验证；以及

算力需求方向所述区块链系统广播算力需求交易请求消息，算力提供方判断自身满足算力需求后发起算力交易请求，所述算力需求方对所述算力交易请求确认后通过所述区块链平台生成订单，并使用所述第一私钥对交易信息进行加密后发给所述算力提供方，所述算力提供方使用所述第一公钥解密后进行计算，完成计算后将计算结果加密发回所述算力需求方，并通过所述区块链平台完成交易。

在所述方法中，可以将一个局域网作为一个区块链节点，由所述局域网内的管理设备对所述局域网内的各个终端设备进行管理，所述局域网内各所述终端设备发送自身的信息到所述局域网内的所述局域网管理设备，当所述区块链系统上有算力请求时，所述局域网内的所述局域网管理设备对各所述终端设备发送广播消息，根据所述广播消息判断所述区块链节点内的所述终端设备是否满足所述区块链系统中的所述算力请求。

在所述方法中，所述局域网管理设备可以生成计算设备信息维护表，所述计算设备信息维护表包括各个所述终端设备的计算资源量、忙闲、参与计算次数或信誉度。

在所述方法中，所述信誉度可以根据每次计算执行情况动态维护。

在所述方法中，所述计算设备信息维护表可以根据所述广播消息实时更新。

在所述方法中，所述局域网内的所述终端设备可以安装统一的安全防护软件。

在所述方法中，所述局域网管理设备可以发送注册请求消息至所述区块链系统的服务器，以用于请求所述区块链平台对所述局域网管理设备进行身份核实，使得所述服务器根据所述局域网管理设备的身份信息生成在所述区块链系统中唯一标识所述局域网管理设备身份的数字身份信息，以及用于请求所述区块链平台对区块链节点发起线上交易进行授权；

若接收到交易授权请求消息的响应消息，且所述响应消息指示所述区块链平台对所述局域网管理设备的身份核实通过且对所述区块链节点发起线上交易授权通过，则根据所述区块链平台发送的所述局域网管理设备的所述数字身份信息，生成所述局域网管理设备的所述第一公钥和所述第一私钥；

使用所述第一随机函数对所述第一私钥进行哈希运算得到局域网管理设备数字签名，并使用本区块链节点的私钥对所述局域网管理设备数字签名进行加密得到所述局域网管理设备数字签名的密文；

发送加入区块链请求消息至所述局域网管理设备，所述加入区块链请求消息中包含所述局域网管理设备数字签名的密文，以用于申请所述局域网管理设备加入所述区块链系统；

发送广播消息至所述区块链系统，所述广播消息中包括所述局域网管理设备的所述第一公钥、所述第一私钥和所述第一随机函数；

所述区块链平台使用所述第一随机函数对所述第一私钥进行哈希运算得到数字签名，所述区块链平台使用自身的私钥对所述数字签名进行加密得到所述数字签名的密文；

所述区块链平台发送包含所述数字签名的密文的所述加入区块链请求消息至所述局域网管理设备，以用于申请所述局域网管理设备加入所述区块链系统；

所述局域网管理设备部署所述区块链节点，并从所述区块链系统获取所述区块链节点的公钥；

所述局域网管理设备使用所述区块链节点的公钥对接收到的所述数字签名进行解密，得到所述数字签名的明文；以及

所述区块链系统发送包含所述局域网管理设备的所述第一公钥、所述第一私钥和所述第一随机函数的广播消息到所述区块链系统，以便各所述区块链节点将此信息存储到区块中。

在所述方法中，所述算力需求方可以发送算力需求交易请求消息给所述区块链系统，请求所述区块链系统将所述算力需求交易请求消息通知所述区块链系统中的所有区块链节点；

所述区块链平台根据所述算力需求方的数字身份生成所述第一公钥和所述第一私钥，所述区块链平台使用所述第一随机函数对所述第一私钥进行哈希运算得到数字签名，所述算力需求方使用自身的私钥对所述数字签名进行加密得到所述数字签名的密文；

所述区块链系统中的所有所述区块链节点接收所述区块链系统的广播消息；

所述算力提供方发送交易请求消息给所述区块链系统，所述区块链系统接收所述算力提供方的所述交易请求消息，并将所述交易请求消息发送至所述算力需求方；

接收所述算力需求方对所述交易请求消息的回复消息，在所述回复消息指示所述算力需求方对交易请求确认通过的情况下，生成并存储对应的订单信息至所述区块链系统；

所述算力需求方通过所述区块链系统使用自己的第一私钥对需要计算的数据进行加密后，发送消息给所述算力提供方；

所述算力提供方使用所述算力需求方的数字身份生成第一公钥对消息进行解密，并将计算任务分配到相应的终端设备；

所述算力提供方发送签收确认请求消息，将包含所述算力提供方签收确认请求消息的广播消息发送至所述区块链系统；

所述算力提供方中的所述终端设备对数据进行计算，并生成计算结果，所述计算结果与所述算力提供方使用自身的私钥对所述数字签名进行加密得到的所述数字签名的密文被发送给所述算力需求方；

所述算力需求方发送计算完成确认消息；

接收所述算力需求方的终止确认请求消息，并将包含签收确认请求消息的广播消息发送至所述区块链系统，并接收所述算力提供方对所述广播消息的签名结果；

在每个签名结果均为对买卖双方数字签名进行验证的情况下，发送包含所述订单信息和所述签名结果的广播消息至所述区块链系统，使所述算力需求方对所述订单进行支付；以及

所述算力提供方将所述订单的金额结算给参与计算的所述终端设备。

在所述方法中，所述算力需求交易请求消息可以包括：用户网络位置、计算数据量、单价或计算时间要求。

在所述方法中，所述计算完成确认消息可以包含：确认计算完成、应付金额。

在所述方法中，所述算力需求方可以发送算力需求消息给所述区块链系统；

所述区块链系统中的其它计算节点根据所述算力需求消息判断是否满足算力需求，如果满足则回复交易消息；

算力需求方接收所述算力提供方的回复消息，生成并存储对应的订单信息至所述区块链系统；

所述算力需求方发送需要计算的数据以及数据密匙消息给所述算力提供方；

所述算力提供方发送签收确认请求消息，将所述需要计算的数据及所述数据密匙分配到相应的终端设备；

所述算力提供方中的所述终端设备对数据进行计算，并生成计算结果，将所述计算结果及所述数据密匙通过所述区块链节点发送到所述算力需求方；

所述算力需求方接收所述计算结果及所述数据密匙，并将包括签收确认请求消息的广播消息发送至所述区块链系统；以及

在每个签名结果均为对买卖双方数字签名进行验证的情况下，发送包含所述订单信息和所述签名结果的广播消息至所述区块链系统，使所述算力需求方对所述订单进行支付。

一种边缘计算设备算力交易系统，所述系统包括：

计算终端获取及管理模块，其对局域网内的终端设备进行管理；

边缘计算节点生成模块，其向区块链平台进行注册，所述区块链平台将包含所述计算终端获取及管理模块的第一公钥、第一私钥和第一随机函数的广播消息发送到区块链系统，以用于对交易信息进行验证；以及

边缘算力交易平台生成模块，其通过所述区块链平台在算力需求方与算力提供方之间生成边缘算力交易平台，所述算力需求方向所述区块链系统广播算力需求交易请求消息，所述算力提供方判断自身满足算力需求后发起算力交易请求，所述算力需求方对所述算力交易请求确认后通过所述区块链平台生成订单，并使用所述第一私钥对交易信息进行加密后发给所述算力提供方，所述算力提供方使用所述第一公钥解密后进行计算，完成计算后将计算结果加密发回所述算力需求方，并通过所述区块链平台完成交易。

在所述系统中，可以将一个局域网作为一个区块链节点，由所述计算终端获取及管理模块对所述局域网内的各个终端设备进行管理，所述终端设备发送自身的信息到所述计算终端获取及管理模块，当所述区块链系统上有算力请求时，所述计算终端获取及管理模块对各所述终端设备发送广播消息，根据所述广播消息判断所述区块链节点内的所述终端设备是否满足所述区块链系统中的所述算力请求。

在所述系统中，所述计算终端获取及管理模块可以生成计算设备信息维护表，所述计算设备信息维护表包括各个所述终端设备的计算资源量、忙闲、参与计算次数或信誉度。

在所述系统中，所述信誉度可以根据每次计算执行情况动态维护。

在所述系统中，所述计算设备信息维护表可以根据所述广播消息实时更新。

在所述系统中，所述局域网内的所述终端设备可以安装统一的安全防护软件。

在所述系统中，所述边缘计算节点生成模块可以发送注册请求消息至所述区块链系统的服务器，以用于请求所述区块链平台对所述计算终端获取及管理模块进行身份核实，使得所述服务器根据所述计算终端获取及管理模块的身份信息生成在所述区块链系统中唯一标识所述计算终端获取及管理模块身份的数字身份信息，以及用于请求所述区块链平台对区块链节点发起线上交易进行授权；

若接收到交易授权请求消息的响应消息，且所述响应消息指示所述区块链平台对所述计算终端获取及管理模块的身份核实通过且对所述区块链节点发起线上交易授权通过，则根据所述区块链平台发送的所述计算终端获取及管理模块的所述数字身份信息，生成所述计算终端获取及管理模块的所述第一公钥和所述第一私钥；

使用所述第一随机函数对所述第一私钥进行哈希运算得到局域网管理设备数字签名，并使用本区块链节点的私钥对所述计算终端获取及管理模块数字签名进行加密得到所述计算终端获取及管理模块数字签名的密文；

发送加入区块链请求消息至所述计算终端获取及管理模块，所述加入区块链请求消息中包含所述计算终端获取及管理模块数字签名的密文，以用于申请所述计算终端获取及管理模块加入所述区块链系统；

发送广播消息至所述区块链系统，所述广播消息中包括所述计算终端获取及管理模块的所述第一公钥、所述第一私钥和所述第一随机函数；

所述区块链平台使用所述第一随机函数对所述第一私钥进行哈希运算得到数字签名，所述区块链平台使用自身的私钥对所述数字签名进行加密得到所述数字签名的密文；

所述区块链平台发送包含所述数字签名的密文的所述加入区块链请求消息至所述计算终端获取及管理模块，以用于申请所述计算终端获取及管理模块加入所述区块链系统；

所述计算终端获取及管理模块部署所述区块链节点，并从所述区块链系统获取所述区块链节点的公钥；

所述计算终端获取及管理模块使用所述区块链节点的公钥对接收到的所述数字签名进行解密，得到所述数字签名的明文；以及

所述区块链系统发送包含所述计算终端获取及管理模块的所述第一公钥、所述第一私钥和所述第一随机函数的广播消息到所述区块链系统，以便各所述区块链节点将此信息存储到区块中。

在所述系统中，所述算力需求方可以发送算力需求交易请求消息给所述区块链系统，请求所述区块链系统将所述算力需求交易请求消息通知所述区块链系统中的所有区块链节点；

所述区块链平台根据所述算力需求方的数字身份生成所述第一公钥和所述第一私钥，所述区块链平台使用所述第一随机函数对所述第一私钥进行哈希运算得到数字签名，所述算力需求方使用自身的私钥对所述数字签名进行加密得到所述数字签名的密文；

所述区块链系统中的所有所述区块链节点接收所述区块链系统的广播消息；

所述算力提供方发送交易请求消息给所述区块链系统，所述区块链系统接收所述算力提供方的所述交易请求消息，并将所述交易请求消息发送至所述算力需求方；

接收所述算力需求方对所述交易请求消息的回复消息，在所述回复消息指示所述算力需求方对交易请求确认通过的情况下，生成并存储对应的订单信息至所述区块链系统；

所述算力需求方通过所述区块链系统使用自己的第一私钥对需要计算的数据进行加密后，发送消息给所述算力提供方；

所述算力提供方使用所述算力需求方的数字身份生成第一公钥对消息进行解密，并将计算任务分配到相应的终端设备；

所述算力提供方发送签收确认请求消息，将包含所述算力提供方签收确认请求消息的广播消息发送至所述区块链系统；

所述算力提供方中的所述终端设备对数据进行计算，并生成计算结果，所述计算结果与所述算力提供方使用自身的私钥对所述数字签名进行加密得到的所述数字签名的密文被发送给所述算力需求方；

所述算力需求方发送计算完成确认消息；

接收所述算力需求方的终止确认请求消息，并将包含签收确认请求消息的广播消息发送至所述区块链系统，并接收所述算力提供方对所述广播消息的签名结果；

在每个签名结果均为对买卖双方数字签名进行验证的情况下，发送包含所述订单信息和所述签名结果的广播消息至所述区块链系统，使所述算力需求方对所述订单进行支付；以及

所述算力提供方将所述订单的金额结算给参与计算的所述终端设备。

在所述系统中，所述算力需求交易请求消息可以包括：用户网络位置、计算数据量、单价或计算时间要求。

在所述系统中，所述计算完成确认消息可以包含：确认计算完成、应付金额。

在所述系统中，所述算力需求方可以发送算力需求消息给所述区块链系统；

所述区块链系统中的其它计算节点根据所述算力需求消息判断是否满足算力需求，如果满足则回复交易消息；

算力需求方接收所述算力提供方的回复消息，生成并存储对应的订单信息至所述区块链系统；

所述算力需求方发送需要计算的数据以及数据密匙消息给所述算力提供方；

所述算力提供方发送签收确认请求消息，将所述需要计算的数据及所述数据密匙分配到相应的终端设备；

所述算力提供方中的所述终端设备对数据进行计算，并生成计算结果，将所述计算结果及所述数据密匙通过所述区块链节点发送到所述算力需求方；

所述算力需求方接收所述计算结果及所述数据密匙，并将包括签收确认请求消息的广播消息发送至所述区块链系统；以及

在每个签名结果均为对买卖双方数字签名进行验证的情况下，发送包含所述订单信息和所述签名结果的广播消息至所述区块链系统，使所述算力需求方对所述订单进行支付。

利用本发明，可以实现可信的边缘计算设备的算力交易，提高个人计算设备的可信度、整合同一局域网内的零散闲置计算资源，使个人终端设备成为算力提供方，提升算力资源的整体利用效率。

附图说明

下面将参考附图描述本发明的具体实施方式，这些实施方式是示例性的，而非限制性的。

图1示出根据本发明实施例的系统模块图；

图2示出根据本发明实施例的边缘计算节点注册区块链网络的示意图；

图3示出根据本发明实施例的边缘算力交易流程图；以及

图4示出根据本发明实施例的边缘计算设备算力交易方法的流程图。

具体实施方式

本发明提供一种可信的边缘计算设备算力交易方法和系统，该方法包括：同一局域网内的个人终端设置组成一个虚拟的群组，不同群组建立区块链网络，算力需求方在区块链网络上发布算力需求消息广播和自己当前的网络位置，算力提供方接收区块链网络上的消息广播，当确定自己满足算力需求方的需求后，且能接受买方的报价时，卖方发送交易请求消息到买方；买卖双方建立交易，买方发送需要计算的数据及数据密钥，卖家验证成功后，生成并存储对应的订单信息至区块链系统。当卖家计算完成后，发送计算结果及数据密钥消息给卖家，卖家确认后，更新对应的订单信息至区块链系统。买卖双方对订单信息进行确认并发送数字签名到区块链网络，并根据存储的本次交易订单信息触发买方的支付处理流程。

本发明中个人终端设备不直接注册到区块链网络，而是通过局域网设备，每个局域网注册一个区块链节点，局域网节点负责对本局域网内的个人终端设备进行管理，由各个局域网节点组成区块链网络，从而生成边缘算力交易平台。

如图1所示，本系统由三个模块组成：节点内计算终端获取及管理模块1、边缘计算节点生成模块2和边缘算力交易平台生成模块3。

下面将对各个模块进行具体描述。

1、节点内计算终端获取及管理模块1

本发明是将一个局域网作为一个区块链节点，由局域网内的管理设备对该局域网内各个终端设备进行管理，为保证各终端设备的安全性和网络信息安全，局域网内的终端设备安装统一的安全防护软件，从而提升在进行算力交易时设备的可信度。局域网内各终端设备发送自身的硬件资源、忙闲等信息到局域网内的管理设备，管理设备生成一个计算设备信息维护表格，包括各个终端设备的计算资源量、忙闲、参与计算次数、信誉度等信息维度，其中信誉度根据每次计算执行情况动态维护。当区块链网络上有算力请求时，域网内的管理设备对各终端设备发送广播消息，根据广播消息实时更新计算设备信息维护表格，以判断节点内设备是否满足区块链网络中的算力请求，若满足，则进行应答。

表1示出计算设备信息维护表的一个实例。

表1

2、边缘计算节点生成模块2

图2示出根据本发明实施例的边缘计算节点注册区块链网络的示意图。

具体步骤为：

1).局域网管理设备节点4发送注册请求消息至区块链网络的服务器，以用于请求区块链平台对局域网管理设备进行身份核实；以使得区块链服务器根据局域网管理设备的身份信息生成在此区块链系统中唯一标识该局域网管理设备身份的数字身份信息，以及用于请求区块链平台对该区块链节点4发起线上交易进行授权；

2).若接收到交易授权请求消息的响应消息，且响应消息用于指示区块链平台对局域网管理设备的身份核实通过且对该区块链节点4发起线上交易授权通过，则根据区块链平台发送的局域网管理设备的数字身份信息，生成局域网管理设备节点4的第一公钥和第一私钥；

3).使用第一随机函数对第一私钥进行哈希运算得到该局域网管理设备数字签名，并使用本区块链节点4的私钥对该局域网管理设备数字签名进行加密得到该局域网管理设备节点4数字签名的密文；

4).发送加入区块链请求消息至该局域网管理设备，加入区块链请求消息中包含该局域网管理设备数字签名的密文，以用于申请该局域网管理设备加入区块链系统；

5).发送广播消息至区块链系统，广播消息中包括该局域网管理设备的第一公钥、第一私钥和第一随机函数；

6).区块链平台使用第一随机函数对第一私钥进行哈希运算得到数字签名；区块链平台备使用自身的私钥对数字签名进行加密得到数字签名的密文；

7).区块链平台发送包含数字签名密文的加入区块链请求消息至局域网管理设备节点4，以用于申请局域网管理设备加入区块链系统；

8).局域网管理设备部署区块链节点4，并从区块链系统获取该节点设备的公钥；

9).局域网管理设备使用该节点设备的公钥对接收到的该数字签名进行解密，得到数字签名的明文；

10).区块链系统发送包含局域网管理设备的第一公钥、第一私钥和第一随机函数的广播消息到区块链系统，以便各区块链节点4将此信息存储到区块中。

通过上述处理保证区块链系统中各局域网管理设备身份信息的安全可靠，从而有效保障后续交易过程中用户的数据安全、信息安全和财产安全。

3、边缘算力交易平台生成模块3

在一个实施例中，边缘算力交易的具体流程包括：

1).算力需求方A(买方)发送算力需求交易请求消息给区块链网络，请求区块链将算力需求请求通知区块链网络中的所有节点；其中，算力需求消息内容包括：用户网络位置、计算数据量、单价、计算时间要求等内容；

2).区块链平台根据算力需求方A的数字身份生成第一公钥和第一私钥；区块链平台使用第一随机函数对第一私钥进行哈希运算得到数字签名；算力需求方A使用自身的私钥对数字签名进行加密得到数字签名的密文；

3).区块链网络中所有计算节点接收区块链网络的广播消息；

4).算力提供方B(卖方)发送交易请求给区块链网络；接收算力提供方B(卖方)的交易请求消息，并发送交易请求消息至算力需求方A(买方)；

5).接收算力需求方A(买方)对交易请求消息的回复消息，在回复消息用于指示算力需求方A(买方)对交易请求确认通过的情况下，生成并存储对应的订单信息至区块链系统；

6).算力需求方A(买方)通过区块链系统使用自己的第一私钥对需要计算的数据进行加密后，发送消息给算力提供方B(卖家)；

7).算力提供方B(卖家)使用算力需求方A的数字身份生成第一公钥对消息进行解密，并根据节点内各终端设备的资源量、忙闲等因素，将计算任务分配到相应的个人终端5；

8).算力提供方B(卖家)发送签收确认请求消息；将包含算力提供方B(卖家)签收确认请求消息的广播消息发送至区块链系统；

9).算力提供方B(卖家)中的个人终端5对数据进行计算，并生成计算结果，计算结果由算力提供方B使用自身的私钥对数字签名进行加密得到数字签名的密文发送给算力需求方A(买方)；

10).算力需求方A(买方)发送计算完成确认消息，该消息包含：确认计算完成、应付金额等内容；

11).接收算力需求方A(买方)的终止确认请求消息，并将包含签收确认请求消息的广播消息发送至区块链系统，并接收算力提供方B(卖家)对该广播消息的签名结果；

12).在每个签名结果均为对买卖双方数字签名进行验证的情况下，发送包含该算力交易订单信息和签名结果的广播消息至区块链网络，使算力需求方A(买方)对该笔订单进行支付。

13).算力提供方B(卖家)根据一定的规则将该笔订单的金额结算给参与计算的个人终端设备。

图3示出根据本发明实施例的边缘算力交易流程图。

在该实施例中，边缘算力交易的具体流程包括：

步骤S1：算力需求方A(买方)发送算力需求消息给区块链网络。

步骤S2：区块链网络中的其它计算节点根据消息内容判断是否满足算力需求，如果满足则回复交易消息。

步骤S3：接收算力提供方A(卖方)的回复消息，生成并存储对应的订单信息至区块链平台。

步骤S4：算力需求方A(买方)发送需要计算的数据以及数据密匙消息给算力提供方B(卖家)。

步骤S5：算力提供方B(卖家)发送签收确认请求消息，根据节点内各个个人终端的资源量、忙闲等因素将计算数据及数据密匙分配到相应的计算终端。

步骤S6：算力提供方B(卖家)中的个人终端5对数据进行计算，并生成计算结果，计算结束后将计算结果及数据密匙通过区块链节点发送到算力需求方A(买方)。

步骤S7：算力需求方A(买方)接收计算结果及数据密匙，并将包括签收确认请求消息的广播消息发送至区块链系统。

步骤S8：在每个签名结果均为对买卖双方数字签名进行验证的情况下，发送包含该算力交易订单信息和签名结果的广播消息至区块链网络，使算力需求方A(买方)对该笔订单进行支付。

图4示出根据本发明实施例的边缘计算设备算力交易方法的流程图。在本发明的该实施例中，一种边缘计算设备算力交易方法包括如下步骤：

S1：局域网管理设备对局域网内的终端设备进行管理并且向区块链平台进行注册，区块链平台将包含局域网管理设备的第一公钥、第一私钥和第一随机函数的广播消息发送到区块链系统，以用于对交易信息进行验证；以及

S2：算力需求方向区块链系统广播算力需求交易请求消息，算力提供方判断自身满足算力需求后发起算力交易请求，算力需求方对算力交易请求确认后通过区块链平台生成订单，并使用第一私钥对交易信息进行加密后发给算力提供方，算力提供方使用第一公钥解密后进行计算，完成计算后将计算结果加密发回算力需求方，并通过区块链平台完成交易。

利用本发明的方法，能够实现可信的边缘计算设备的算力交易，提高个人计算设备的可信度，使个人终端设备成为算力提供方，提升算力资源的整体利用效率。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (22)

1.一种边缘计算设备算力交易方法，所述方法包括：

局域网管理设备对局域网内的终端设备进行管理并且向区块链平台进行注册，所述区块链平台将包含所述局域网管理设备的第一公钥、第一私钥和第一随机函数的广播消息发送到区块链系统，以用于对交易信息进行验证；以及

算力需求方向所述区块链系统广播算力需求交易请求消息，算力提供方判断自身满足算力需求后发起算力交易请求，所述算力需求方对所述算力交易请求确认后通过所述区块链平台生成订单，并使用所述第一私钥对交易信息进行加密后发给所述算力提供方，所述算力提供方使用所述第一公钥解密后进行计算，完成计算后将计算结果加密发回所述算力需求方，并通过所述区块链平台完成交易。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，

将一个局域网作为一个区块链节点，由所述局域网内的管理设备对所述局域网内的各个终端设备进行管理，所述局域网内各所述终端设备发送自身的信息到所述局域网内的所述局域网管理设备，当所述区块链系统上有算力请求时，所述局域网内的所述局域网管理设备对各所述终端设备发送广播消息，根据所述广播消息判断所述区块链节点内的所述终端设备是否满足所述区块链系统中的所述算力请求。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，

所述局域网管理设备生成计算设备信息维护表，所述计算设备信息维护表包括各个所述终端设备的计算资源量、忙闲、参与计算次数或信誉度。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，

所述信誉度根据每次计算执行情况动态维护。

5.根据权利要求2所述的方法，其中，

所述计算设备信息维护表根据所述广播消息实时更新。

6.根据权利要求2所述的方法，其中，

所述局域网内的所述终端设备安装统一的安全防护软件。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，

所述局域网管理设备发送注册请求消息至所述区块链系统的服务器，以用于请求所述区块链平台对所述局域网管理设备进行身份核实，使得所述服务器根据所述局域网管理设备的身份信息生成在所述区块链系统中唯一标识所述局域网管理设备身份的数字身份信息，以及用于请求所述区块链平台对区块链节点发起线上交易进行授权；

若接收到交易授权请求消息的响应消息，且所述响应消息指示所述区块链平台对所述局域网管理设备的身份核实通过且对所述区块链节点发起线上交易授权通过，则根据所述区块链平台发送的所述局域网管理设备的所述数字身份信息，生成所述局域网管理设备的所述第一公钥和所述第一私钥；

使用所述第一随机函数对所述第一私钥进行哈希运算得到局域网管理设备数字签名，并使用本区块链节点的私钥对所述局域网管理设备数字签名进行加密得到所述局域网管理设备数字签名的密文；

发送加入区块链请求消息至所述局域网管理设备，所述加入区块链请求消息中包含所述局域网管理设备数字签名的密文，以用于申请所述局域网管理设备加入所述区块链系统；

发送广播消息至所述区块链系统，所述广播消息中包括所述局域网管理设备的所述第一公钥、所述第一私钥和所述第一随机函数；

所述区块链平台使用所述第一随机函数对所述第一私钥进行哈希运算得到数字签名，所述区块链平台使用自身的私钥对所述数字签名进行加密得到所述数字签名的密文；

所述区块链平台发送包含所述数字签名的密文的所述加入区块链请求消息至所述局域网管理设备，以用于申请所述局域网管理设备加入所述区块链系统；

所述局域网管理设备部署所述区块链节点，并从所述区块链系统获取所述区块链节点的公钥；

所述局域网管理设备使用所述区块链节点的公钥对接收到的所述数字签名进行解密，得到所述数字签名的明文；以及

所述区块链系统发送包含所述局域网管理设备的所述第一公钥、所述第一私钥和所述第一随机函数的广播消息到所述区块链系统，以便各所述区块链节点将此信息存储到区块中。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，

所述算力需求方发送算力需求交易请求消息给所述区块链系统，请求所述区块链系统将所述算力需求交易请求消息通知所述区块链系统中的所有区块链节点；

所述区块链平台根据所述算力需求方的数字身份生成所述第一公钥和所述第一私钥，所述区块链平台使用所述第一随机函数对所述第一私钥进行哈希运算得到数字签名，所述算力需求方使用自身的私钥对所述数字签名进行加密得到所述数字签名的密文；

所述区块链系统中的所有所述区块链节点接收所述区块链系统的广播消息；

所述算力提供方发送交易请求消息给所述区块链系统，所述区块链系统接收所述算力提供方的所述交易请求消息，并将所述交易请求消息发送至所述算力需求方；

接收所述算力需求方对所述交易请求消息的回复消息，在所述回复消息指示所述算力需求方对交易请求确认通过的情况下，生成并存储对应的订单信息至所述区块链系统；

所述算力需求方通过所述区块链系统使用自己的第一私钥对需要计算的数据进行加密后，发送消息给所述算力提供方；

所述算力提供方使用所述算力需求方的数字身份生成第一公钥对消息进行解密，并将计算任务分配到相应的终端设备；

所述算力提供方发送签收确认请求消息，将包含所述算力提供方签收确认请求消息的广播消息发送至所述区块链系统；

所述算力提供方中的所述终端设备对数据进行计算，并生成计算结果，所述计算结果与所述算力提供方使用自身的私钥对所述数字签名进行加密得到的所述数字签名的密文被发送给所述算力需求方；

所述算力需求方发送计算完成确认消息；

接收所述算力需求方的终止确认请求消息，并将包含签收确认请求消息的广播消息发送至所述区块链系统，并接收所述算力提供方对所述广播消息的签名结果；

在每个签名结果均为对买卖双方数字签名进行验证的情况下，发送包含所述订单信息和所述签名结果的广播消息至所述区块链系统，使所述算力需求方对所述订单进行支付；以及

所述算力提供方将所述订单的金额结算给参与计算的所述终端设备。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，

所述算力需求交易请求消息包括：用户网络位置、计算数据量、单价或计算时间要求。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，

所述计算完成确认消息包含：确认计算完成、应付金额。

11.根据权利要求1或2所述的方法，其中，

所述算力需求方发送算力需求消息给所述区块链系统；

所述区块链系统中的其它计算节点根据所述算力需求消息判断是否满足算力需求，如果满足则回复交易消息；

算力需求方接收所述算力提供方的回复消息，生成并存储对应的订单信息至所述区块链系统；

所述算力需求方发送需要计算的数据以及数据密匙消息给所述算力提供方；

所述算力提供方发送签收确认请求消息，将所述需要计算的数据及所述数据密匙分配到相应的终端设备；

所述算力提供方中的所述终端设备对数据进行计算，并生成计算结果，将所述计算结果及所述数据密匙通过所述区块链节点发送到所述算力需求方；

所述算力需求方接收所述计算结果及所述数据密匙，并将包括签收确认请求消息的广播消息发送至所述区块链系统；以及

在每个签名结果均为对买卖双方数字签名进行验证的情况下，发送包含所述订单信息和所述签名结果的广播消息至所述区块链系统，使所述算力需求方对所述订单进行支付。

12.一种边缘计算设备算力交易系统，所述系统包括：

计算终端获取及管理模块，其对局域网内的终端设备进行管理；

边缘计算节点生成模块，其向区块链平台进行注册，所述区块链平台将包含所述计算终端获取及管理模块的第一公钥、第一私钥和第一随机函数的广播消息发送到区块链系统，以用于对交易信息进行验证；以及

边缘算力交易平台生成模块，其通过所述区块链平台在算力需求方与算力提供方之间生成边缘算力交易平台，所述算力需求方向所述区块链系统广播算力需求交易请求消息，所述算力提供方判断自身满足算力需求后发起算力交易请求，所述算力需求方对所述算力交易请求确认后通过所述区块链平台生成订单，并使用所述第一私钥对交易信息进行加密后发给所述算力提供方，所述算力提供方使用所述第一公钥解密后进行计算，完成计算后将计算结果加密发回所述算力需求方，并通过所述区块链平台完成交易。

13.根据权利要求12所述的系统，其中，

将一个局域网作为一个区块链节点，由所述计算终端获取及管理模块对所述局域网内的各个终端设备进行管理，所述终端设备发送自身的信息到所述计算终端获取及管理模块，当所述区块链系统上有算力请求时，所述计算终端获取及管理模块对各所述终端设备发送广播消息，根据所述广播消息判断所述区块链节点内的所述终端设备是否满足所述区块链系统中的所述算力请求。

14.根据权利要求13所述的系统，其中，

所述计算终端获取及管理模块生成计算设备信息维护表，所述计算设备信息维护表包括各个所述终端设备的计算资源量、忙闲、参与计算次数或信誉度。

15.根据权利要求14所述的系统，其中，

所述信誉度根据每次计算执行情况动态维护。

16.根据权利要求13所述的系统，其中，

所述计算设备信息维护表根据所述广播消息实时更新。

17.根据权利要求13所述的系统，其中，

所述局域网内的所述终端设备安装统一的安全防护软件。

18.根据权利要求12或13所述的系统，其中，

所述边缘计算节点生成模块发送注册请求消息至所述区块链系统的服务器，以用于请求所述区块链平台对所述计算终端获取及管理模块进行身份核实，使得所述服务器根据所述计算终端获取及管理模块的身份信息生成在所述区块链系统中唯一标识所述计算终端获取及管理模块身份的数字身份信息，以及用于请求所述区块链平台对区块链节点发起线上交易进行授权；

若接收到交易授权请求消息的响应消息，且所述响应消息指示所述区块链平台对所述计算终端获取及管理模块的身份核实通过且对所述区块链节点发起线上交易授权通过，则根据所述区块链平台发送的所述计算终端获取及管理模块的所述数字身份信息，生成所述计算终端获取及管理模块的所述第一公钥和所述第一私钥；

使用所述第一随机函数对所述第一私钥进行哈希运算得到局域网管理设备数字签名，并使用本区块链节点的私钥对所述计算终端获取及管理模块数字签名进行加密得到所述计算终端获取及管理模块数字签名的密文；

发送加入区块链请求消息至所述计算终端获取及管理模块，所述加入区块链请求消息中包含所述计算终端获取及管理模块数字签名的密文，以用于申请所述计算终端获取及管理模块加入所述区块链系统；

发送广播消息至所述区块链系统，所述广播消息中包括所述计算终端获取及管理模块的所述第一公钥、所述第一私钥和所述第一随机函数；

所述区块链平台使用所述第一随机函数对所述第一私钥进行哈希运算得到数字签名，所述区块链平台使用自身的私钥对所述数字签名进行加密得到所述数字签名的密文；

所述区块链平台发送包含所述数字签名的密文的所述加入区块链请求消息至所述计算终端获取及管理模块，以用于申请所述计算终端获取及管理模块加入所述区块链系统；

所述计算终端获取及管理模块部署所述区块链节点，并从所述区块链系统获取所述区块链节点的公钥；

所述计算终端获取及管理模块使用所述区块链节点的公钥对接收到的所述数字签名进行解密，得到所述数字签名的明文；以及

所述区块链系统发送包含所述计算终端获取及管理模块的所述第一公钥、所述第一私钥和所述第一随机函数的广播消息到所述区块链系统，以便各所述区块链节点将此信息存储到区块中。

19.根据权利要求12或13所述的系统，其中，

所述算力需求方发送算力需求交易请求消息给所述区块链系统，请求所述区块链系统将所述算力需求交易请求消息通知所述区块链系统中的所有区块链节点；

所述区块链平台根据所述算力需求方的数字身份生成所述第一公钥和所述第一私钥，所述区块链平台使用所述第一随机函数对所述第一私钥进行哈希运算得到数字签名，所述算力需求方使用自身的私钥对所述数字签名进行加密得到所述数字签名的密文；

所述区块链系统中的所有所述区块链节点接收所述区块链系统的广播消息；

所述算力提供方发送交易请求消息给所述区块链系统，所述区块链系统接收所述算力提供方的所述交易请求消息，并将所述交易请求消息发送至所述算力需求方；

接收所述算力需求方对所述交易请求消息的回复消息，在所述回复消息指示所述算力需求方对交易请求确认通过的情况下，生成并存储对应的订单信息至所述区块链系统；

所述算力需求方通过所述区块链系统使用自己的第一私钥对需要计算的数据进行加密后，发送消息给所述算力提供方；

所述算力提供方使用所述算力需求方的数字身份生成第一公钥对消息进行解密，并将计算任务分配到相应的终端设备；

所述算力提供方发送签收确认请求消息，将包含所述算力提供方签收确认请求消息的广播消息发送至所述区块链系统；

所述算力提供方中的所述终端设备对数据进行计算，并生成计算结果，所述计算结果与所述算力提供方使用自身的私钥对所述数字签名进行加密得到的所述数字签名的密文被发送给所述算力需求方；

所述算力需求方发送计算完成确认消息；

接收所述算力需求方的终止确认请求消息，并将包含签收确认请求消息的广播消息发送至所述区块链系统，并接收所述算力提供方对所述广播消息的签名结果；

在每个签名结果均为对买卖双方数字签名进行验证的情况下，发送包含所述订单信息和所述签名结果的广播消息至所述区块链系统，使所述算力需求方对所述订单进行支付；以及

所述算力提供方将所述订单的金额结算给参与计算的所述终端设备。

20.根据权利要求19所述的系统，其中，

所述算力需求交易请求消息包括：用户网络位置、计算数据量、单价或计算时间要求。

21.根据权利要求19所述的系统，其中，

所述计算完成确认消息包含：确认计算完成、应付金额。

22.根据权利要求12或13所述的系统，其中，

所述算力需求方发送算力需求消息给所述区块链系统；

所述区块链系统中的其它计算节点根据所述算力需求消息判断是否满足算力需求，如果满足则回复交易消息；

算力需求方接收所述算力提供方的回复消息，生成并存储对应的订单信息至所述区块链系统；

所述算力需求方发送需要计算的数据以及数据密匙消息给所述算力提供方；

所述算力提供方发送签收确认请求消息，将所述需要计算的数据及所述数据密匙分配到相应的终端设备；

所述算力提供方中的所述终端设备对数据进行计算，并生成计算结果，将所述计算结果及所述数据密匙通过所述区块链节点发送到所述算力需求方；

所述算力需求方接收所述计算结果及所述数据密匙，并将包括签收确认请求消息的广播消息发送至所述区块链系统；以及

在每个签名结果均为对买卖双方数字签名进行验证的情况下，发送包含所述订单信息和所述签名结果的广播消息至所述区块链系统，使所述算力需求方对所述订单进行支付。

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