一种基于任务迁移机制的移动区块链资源分配方法与流程

本发明涉及数字交易在线支付的技术领域，更具体地，涉及一种基于诚信拍卖机制的移动区块链任务分配方法。

背景技术：

近来，被称为比特币的点对点电子支付货币诞生，点对点的传输意味着一个去中心化的支付系统，避免了由在先支付引起的成本。作为一种流行的数字加密货币，比特币可以将所有的数字交易记录在一个叫做区块链的应用程序中，这是由一组参与者维护的。自从比特币的诞生以来，区块链技术通过一个没有中介的分布式网络产生了巨大的公共利益。区块链的关键问题是一个叫做“挖掘”的计算过程，在这个过程中，交易记录通过工作证明的解决方案被附加到主链中。这个工作证明的难题包括计算网络中存在的一组事务，解决一个依赖于这个集合的数学问题，并将结果传播到区块链网络中，以达成共识。一旦所有这些步骤都成功完成，由矿商提出的一系列交易形成一个区块，该区块被附加到当前区块链中。第一个成功地挖掘出难题的解决方案并达成共识的“挖掘者”，能够获得一定数量比特币的奖励。

在移动网络中部署区块链应用程序面临着一些严峻的挑战，这是由于采矿过程造成的。为了解决工作证明难题，需要来自移动设备的高计算能力和电量。为解决这一问题，边缘计算被引入到移动区块链网络中，通过边缘云用户可以实现在移动设备中进行挖矿。目前，有发明者引入边缘计算服务提供者作为中间人，采用两阶段的斯坦伯格博弈，规划esp和矿商的效益；或者设计一种基于深度学习的移动区块链优化拍卖模型，利用神经网络对矿工的投标进行单调的转换，然后计算出矿工的分配和条件支付规则。然而，这些方法需要较高的计算能力，在移动设备中实现资源成本很高。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于任务迁移机制的移动区块链资源分配方法，建立任务迁移机制的移动区块链资源分配模型，边缘云计算单元作为卖方出售计算服务，将用户作为买方购买资源，基站作为第三方，具有较高的计算效率，在较易过程中不耗费过多的能量和计算能力。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

提供一种基于任务迁移机制的移动区块链资源分配方法，包括以下步骤：

s1.建立基于任务迁移机制的移动区块链资源分配模型，所述分配模型包括边缘云计算单元、若干与边缘云计算单元连接的基站以及若干与基站连接的用户；

s2.将边缘云计算单元作为卖方出售计算服务，将用户作为买方购买资源，基站作为受信任的第三方协助买方和卖方之间的匹配，基站根据位置信息将用户划分为n个群组，记为a＝{a1,a2,...,an}；

s3.群组ai中的用户根据与每个边缘云计算单元的距离和服务质量的差别，对每个边缘云计算单元出价，将出价信息和资源需求信息提交给与其连接的基站，边缘云计算单元向每个基站提交可分配资源信息capk；

s4.根据步骤s3中群组ai和边缘云计算单元提交至基站的信息，计算出用户对单位资源的出价，基站基于单位资源出价的匹配机制选出每个群组对每个边缘云计算单元的候选者，并计算出候选者的支付价格，根据所述支付价格计算出基站对不同边缘云计算单元的预计收益；

s5.根据步骤s4中基站对每个边缘云计算单元的预计收益得到出价；对于每个边缘云计算单元，根据可分配资源计算出它们的保留价格，基于利润率的匹配机制完成基站与边缘云计算单元之间的匹配；

s6.根据s4和s5的匹配结果，基于候选者与边缘云关联匹配机制将候选者与边缘云计算单元匹配，基站收取用户相应的费用，边缘云计算单元将资源分配给用户并收取基站相应的费用，用户将计算任务迁移到边缘云计算单元，实现移动环境中的挖矿。

本发明的基于任务迁移机制的移动区块链资源分配方法，在边缘云中的计算资源作为买方的资源，用户因资源需求作为买方，连接用户的基站作为第三方；具有较高的计算效率，在交易过程中不耗费过多的能量和计算能力。

步骤s4中所述基于单位资源出价的匹配机制包括以下步骤：

s41.定义为用户对每个边缘云计算单元ck单位资源的出价：

式中，记ui为ai组中的所有用户表示ai组中的第j个用户；在移动区块链中有k个边缘云计算单元，记为ck＝{c1,c2,...,ck}，用户的资源需求量为用户对每个边缘云计算单元的出价为

s42.对于每个群组ai中的用户，针对每个边缘云计算单元选出部分用户作为候选者，所述候选者的选择机制为：将每个群组中的用户按照单位资源出价高低进行排序，选择组中前x个用户，使其需求量之和小于或等于ck的可分配资源量capk且x+1个用户的资源需求量大于可分配资源量capk，则ai中的前x个用户为群组ai对ck的候选者；

s43.记为候选者的出价之和，表示为候选者出价之和减去用户对ck的出价即：

记表示在没有用户的情况下重新选择出的候选者的出价之和，因此候选者的支付价格为：

而非候选者的支付价格为

s44.基站对不同边缘云计算单元ck的预计收益为所有候选者的支付价格之和，即ck对ai的预计收益为

优选地，步骤s5中基站与边缘云计算单元的基于利润率的匹配机制包括以下步骤：

s51.每个基站对每个边缘云计算单元出价，出价的价格等于所述预计收益

s52.记在保证每个边缘云计算单元不亏损的情况下能够接受的最低价格为保留价格sk，定义边缘云计算单元的利润率为计算出每个群组对边缘云计算单元的利润率；

s53.选择利润率最高时对应的基站与边缘云计算单元ck的匹配。

优选地，步骤s51中，基站对边缘云计算单元ck的支付价格确定机制为：在所有基站对ck的出价中找出除之外最高的出价作为ai对ck的实际支付价格，即

优选地，步骤s6中所述候选者与边缘云关联匹配机制包括以下步骤：

s61.根据s4与s5中匹配的结果，将候选者与边缘云计算单元匹配，若在s4中被选为群组ai对ck的候选者，且在s5中ai与ck匹配，则最终与ck匹配；

s62.根据步骤s61的匹配结果，基站收取用户相应费用边缘云将资源分配给用户并收取基站相应费用用户将计算任务迁移到边缘云，实现移动环境中的挖矿。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的基于任务迁移机制的移动区块链资源分配方法，设立基于有效的任务迁移机制的移动区块链模型，在边缘云中的计算资源作为买方的资源，用户因资源需求作为买方，连接用户的基站作为第三方，具有较高的计算效率，在交易过程中不耗费过多的能量和计算能力；另外，本发明能够实现区块链在移动端的部署，可以满足用户在手机上进行挖矿的需求，同时可以增加有资源剩余的用户的收入，拥有更高的个人收益和整体收益。

附图说明

图1为本发明的基于任务迁移的移动区块链资源分配模型的结构示意图。

图2为本实施例的基于任务迁移机制的移动区块链资源分配方法的流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例一

如图1至图2所示为本发明的基于任务迁移机制的移动区块链资源分配方法的第一实施例，包括以下步骤：

s1.建立基于任务迁移机制的移动区块链资源分配模型，如图2所示，所述分配模型包括边缘云计算单元、若干与边缘云计算单元连接的基站以及若干与基站连接的用户；

s2.将边缘云计算单元作为卖方出售计算服务，将用户作为买方购买资源，基站作为受信任的第三方协助买方和卖方之间的匹配，基站根据位置信息将用户划分为n个群组，记为a＝{a1,a2,...,an}；

s3.群组ai中的用户根据与每个边缘云计算单元的距离和服务质量的差别，服务质量是指用户使用边缘云服务的总体效果，这些效果决定了一个用户对该云计算服务的满意程度，服务质量高、距离越近的边缘云将获得更高的出价；对每个边缘云计算单元出价，将出价信息和资源需求信息提交给与其连接的基站，边缘云计算单元向每个基站提交可分配资源信息capk；

s4.根据步骤s3中群组ai和边缘云计算单元提交至基站的信息，计算出用户对单位资源的出价，基站基于单位资源出价的匹配机制选出每个群组对每个边缘云计算单元的候选者，并计算出候选者的支付价格，根据所述支付价格计算出基站对不同边缘云计算单元的预计收益；

s5.根据步骤s4中基站对每个边缘云计算单元的预计收益得到出价；对于每个边缘云计算单元，根据可分配资源计算出它们的保留价格，基于利润率的匹配机制完成基站与边缘云计算单元之间的匹配；

s6.根据s4和s5的匹配结果，基于候选者与边缘云关联匹配机制将候选者与边缘云计算单元匹配，基站收取用户相应的费用，边缘云计算单元将资源分配给用户并收取基站相应的费用，用户将计算任务迁移到边缘云计算单元，实现移动环境中的挖矿。

其中，步骤s4中所述基于单位资源出价的匹配机制包括以下步骤：

s41.定义为用户对每个边缘云计算单元ck单位资源的出价：

式中，记ui为ai组中的所有用户表示ai组中的第j个用户；在移动区块链中有k个边缘云计算单元，记为ck＝{c1,c2,...,ck}，用户的资源需求量为用户对每个边缘云计算单元的出价为

s42.对于每个群组ai中的用户，针对每个边缘云计算单元选出部分用户作为候选者，所述候选者的选择机制为：将每个群组中的用户按照单位资源出价高低进行排序，选择组中前x个用户，使其需求量之和小于或等于ck的可分配资源量capk且x+1个用户的资源需求量大于可分配资源量capk，则ai中的前x个用户为群组ai对ck的候选者；

s43.记为候选者的出价之和，表示为候选者出价之和减去用户对ck的出价即：

记表示在没有用户的情况下重新选择出的候选者的出价之和，因此候选者的支付价格为：

而非候选者的支付价格为

s44.基站对不同边缘云计算单元ck的预计收益为所有候选者的支付价格之和，即ck对ai的预计收益为

步骤s5中基站与边缘云计算单元的基于利润率的匹配机制包括以下步骤：

s51.每个基站对每个边缘云计算单元出价，出价的价格等于所述预计收益

s52.记在保证每个边缘云计算单元不亏损的情况下能够接受的最低价格为保留价格sk，定义边缘云计算单元的利润率为计算出每个群组对边缘云计算单元的利润率；

s53.选择利润率最高时对应的基站与边缘云计算单元ck的匹配。

在步骤s51中，基站对边缘云计算单元ck的支付价格确定机制为：在所有基站对ck的出价中找出除之外最高的出价作为ai对ck的实际支付价格，即

其中，步骤s6中所述候选者与边缘云关联匹配机制包括以下步骤：

s61.根据s4与s5中匹配的结果，将候选者与边缘云计算单元匹配，若在s4中被选为群组ai对ck的候选者，且在s5中ai与ck匹配，则最终与ck匹配；

s62.根据步骤s61的匹配结果，基站收取用户相应费用边缘云将资源分配给用户并收取基站相应费用用户将计算任务迁移到边缘云，实现移动环境中的挖矿。

经过以上步骤，本发明能够实现区块链在移动端的部署，可以满足用户在手机上进行挖矿的需求，同时可以增加有资源剩余的用户的收入，拥有更高的个人收益和整体收益。