專利名稱：一種基于云幣的層次式云端計(jì)算系統(tǒng)激勵(lì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種基于云幣且可用于層次式云端計(jì)算網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的激勵(lì)方法。屬于分布
式計(jì)算、信息系統(tǒng)、信息安全等信息技術(shù)類應(yīng)用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
云計(jì)算(Cloud Computing)能夠更加充分地利用網(wǎng)絡(luò)化計(jì)算與存儲(chǔ)資源，更好地 整合互聯(lián)網(wǎng)和不同設(shè)備上的信息和應(yīng)用，把所有的計(jì)算、存儲(chǔ)資源連結(jié)在一起，實(shí)現(xiàn)最大范 圍的協(xié)作與資源分享，達(dá)成高效率、低成本計(jì)算目標(biāo)，按需求解各類復(fù)雜的用戶問題。其中 云計(jì)算平臺(tái)的易編程、高容錯(cuò)、方便擴(kuò)展等特性，使得處理超大規(guī)模數(shù)據(jù)的分布式計(jì)算成為 現(xiàn)實(shí)。在谷歌、亞馬遜、雅虎等公司，云計(jì)算已被廣泛用于包括數(shù)據(jù)挖掘在內(nèi)的大規(guī)模數(shù)據(jù) 處理工作。 但是，目前的云計(jì)算應(yīng)用系統(tǒng)雖然也傾向于利用廉價(jià)計(jì)算和存儲(chǔ)設(shè)備來提供各種 服務(wù)，但是都簡(jiǎn)單認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點(diǎn)(用戶所有)僅僅是服務(wù)的消費(fèi)者，對(duì)于終端節(jié)點(diǎn)所蘊(yùn) 含的各種可利用的潛在資源考慮并不足夠。事實(shí)上，終端節(jié)點(diǎn)本身也擁有各種計(jì)算、存儲(chǔ)甚 至信息資源，且常常處于閑置狀態(tài)，接入互聯(lián)網(wǎng)的海量終端節(jié)點(diǎn)所擁有的海量資源被浪費(fèi) 了。 但是，不同于可以7X24小時(shí)不間斷穩(wěn)定運(yùn)行的高性能服務(wù)器節(jié)點(diǎn)，也不同于系 統(tǒng)可直接集中管理控制的集群服務(wù)器節(jié)點(diǎn)(節(jié)點(diǎn)失效可及時(shí)更換)，大量的"端"節(jié)點(diǎn)可以 動(dòng)態(tài)地、隨機(jī)地加入和退出云計(jì)算環(huán)境，這種行為顯然是不可靠，服務(wù)質(zhì)量也難以保障。在 由"端"節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的云外層中，也存在著兩種節(jié)點(diǎn)一種是長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定在線、積極提供服務(wù)的 可信賴的終端節(jié)點(diǎn)；一種是具有很強(qiáng)隨機(jī)性，甚至體現(xiàn)為一種"不負(fù)責(zé)任"特征的終端節(jié)點(diǎn)， 即不可信賴。為了提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定度，必須有一套激勵(lì)機(jī)制促使終端節(jié)點(diǎn)能夠穩(wěn)定、誠(chéng) 實(shí)地貢獻(xiàn)資源和協(xié)同工作，即促成節(jié)點(diǎn)從不可信賴的"端"節(jié)點(diǎn)層流向可信賴的"端"節(jié)點(diǎn) 層。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題為了解決云端計(jì)算系統(tǒng)中端節(jié)點(diǎn)因加入和退出云端計(jì)算環(huán)境的動(dòng)態(tài)隨 機(jī)性引起的諸如行為不可靠、服務(wù)質(zhì)量難保證等問題，本發(fā)明提出了一種基于云幣的層次 式云端計(jì)算系統(tǒng)激勵(lì)方法，用以確保終端節(jié)點(diǎn)穩(wěn)定誠(chéng)實(shí)地貢獻(xiàn)資源并協(xié)同工作，充分挖掘 終端節(jié)點(diǎn)所蘊(yùn)含的各種潛在可用資源。 技術(shù)方案本發(fā)明提出一種基于云幣的層次式云端計(jì)算系統(tǒng)激勵(lì)方法，主要思想 是采用簡(jiǎn)潔、高效率、低開銷和易實(shí)施的原則，借鑒人類社會(huì)中"按勞計(jì)酬"的思路，提出一 種基于云幣的可信賴"端"節(jié)點(diǎn)激勵(lì)機(jī)制，通過采用命名為基于云幣的虛擬貨幣來剌激節(jié)點(diǎn) 積極地提供服務(wù)，促使端節(jié)點(diǎn)穩(wěn)定、誠(chéng)實(shí)地提供自身的資源以完成分配的任務(wù)，從而讓云外 層的端節(jié)點(diǎn)能夠發(fā)揮盡可能大的作用，并促使系統(tǒng)達(dá)到不斷優(yōu)化的目標(biāo)。
—、層次式云端計(jì)算模型
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在基于互聯(lián)網(wǎng)的云端計(jì)算環(huán)境中，聚合的各種資源(計(jì)算、存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)等)并不僅 僅來自于服務(wù)器節(jié)點(diǎn)，云端計(jì)算環(huán)境中的每個(gè)"端"節(jié)點(diǎn)在獲取服務(wù)和資源的同時(shí)，也完全 可以利用自身的計(jì)算存儲(chǔ)等能力同時(shí)提供服務(wù)。但是，不同于可以穩(wěn)定運(yùn)行的高性能服務(wù) 器節(jié)點(diǎn)(核心節(jié)點(diǎn)， 一般是并行計(jì)算設(shè)備，可穩(wěn)定地不間斷運(yùn)行)，也不同于系統(tǒng)可直接集 中管理控制的集群服務(wù)器節(jié)點(diǎn)(節(jié)點(diǎn)失效可及時(shí)更換)，大量的"端"節(jié)點(diǎn)可以動(dòng)態(tài)地、隨機(jī) 地加入和退出云計(jì)算環(huán)境。 由于"端"節(jié)點(diǎn)本身也擁有資源，因此當(dāng)"端"節(jié)點(diǎn)加入云計(jì)算環(huán)境時(shí)，也有可能貢 獻(xiàn)自身閑置的資源和提供服務(wù)，但這種行為顯然是不可靠，服務(wù)質(zhì)量當(dāng)然難以保障的。因此 層次式云端計(jì)算模型可由穩(wěn)定的云核心、次穩(wěn)定的云內(nèi)層和不穩(wěn)定的云外層構(gòu)成。即云核 心層由核心節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，云內(nèi)層由集群服務(wù)器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，云外層由"端"節(jié)點(diǎn)構(gòu)成。云核心層 節(jié)點(diǎn)充當(dāng)系統(tǒng)管理員、作業(yè)分割者和任務(wù)調(diào)度者的角色。所謂合適的節(jié)點(diǎn)是指擁有的資源 符合要求且愿意承擔(dān)任務(wù)的節(jié)點(diǎn)。云內(nèi)層和云外層節(jié)點(diǎn)將充當(dāng)任務(wù)執(zhí)行者的角色，是實(shí)際 任務(wù)的承擔(dān)者。 要提高云外層節(jié)點(diǎn)執(zhí)行任務(wù)的成功率可以通過以下兩個(gè)策略 (1)優(yōu)先選擇可信賴的節(jié)點(diǎn)來?yè)?dān)任任務(wù)執(zhí)行者； (2)通過冗余節(jié)點(diǎn)來?yè)?dān)任同一個(gè)任務(wù)的多個(gè)任務(wù)執(zhí)行者。 通過增加一定的冗余度，即選取多個(gè)云外層節(jié)點(diǎn)來同時(shí)來執(zhí)行同一任務(wù)，或是采 用待定備份的方式，以降低因?yàn)槟骋粋€(gè)任務(wù)的未實(shí)現(xiàn)而導(dǎo)致整體任務(wù)無法達(dá)成的概率。
二、一種基于云幣的層次式云端計(jì)算系統(tǒng)激勵(lì)方法 層次式云端計(jì)算環(huán)境中的云外層節(jié)點(diǎn)承擔(dān)了大量的繁重、瑣碎的任務(wù)，為了讓云 外層的端節(jié)點(diǎn)能夠發(fā)揮盡可能大的作用，必須促使端節(jié)點(diǎn)能夠穩(wěn)定、誠(chéng)實(shí)地提供自身的資 源以完成分配的任務(wù)。顯然，云端計(jì)算環(huán)境中可信賴的終端節(jié)點(diǎn)數(shù)量越多則系統(tǒng)性能越高， 所以要讓盡可能多的不可信賴端節(jié)點(diǎn)流向可信賴端節(jié)點(diǎn)層。 基于云幣的層次式云端計(jì)算系統(tǒng)激勵(lì)方法采用一種基于云幣的可信賴"端"節(jié)點(diǎn) 激勵(lì)機(jī)制，通過采用命名為云幣的虛擬貨幣來剌激節(jié)點(diǎn)積極地提供服務(wù)，具體實(shí)施方法如 下 1)、當(dāng)端節(jié)點(diǎn)首次加入云端計(jì)算環(huán)境時(shí)須在系統(tǒng)管理員處注冊(cè)，由系統(tǒng)管理員以 獎(jiǎng)勵(lì)方式分配給該節(jié)點(diǎn)少量云幣并存儲(chǔ)于云核心層或云內(nèi)層節(jié)點(diǎn)上的節(jié)點(diǎn)賬戶內(nèi)，作為節(jié) 點(diǎn)在系統(tǒng)中活動(dòng)的啟動(dòng)資金， 2)、當(dāng)節(jié)點(diǎn)愿意接受某一次服務(wù)請(qǐng)求，并按約定成功完成了任務(wù)則將獲得約定數(shù) 量的云幣，并存入節(jié)點(diǎn)賬戶內(nèi)；如果失敗將相應(yīng)的扣除比約定獲取的數(shù)量要少的云幣作為 懲罰， 3)、在云端計(jì)算環(huán)境可能存在著兩種服務(wù)，一種是免費(fèi)服務(wù)，節(jié)點(diǎn)在獲取服務(wù)時(shí)需 要出示其所擁有的云幣數(shù)量，以此作為獲取服務(wù)的優(yōu)先級(jí)設(shè)置依據(jù)；另一種是付費(fèi)服務(wù)，節(jié) 點(diǎn)在獲取服務(wù)時(shí)需要支付相應(yīng)數(shù)量的云幣， 3a.擁有云幣數(shù)量越多的節(jié)點(diǎn)享受免費(fèi)服務(wù)的時(shí)候可獲得優(yōu)先服務(wù)，系統(tǒng)管理員 在某一段時(shí)間內(nèi)接收到來自多個(gè)用戶不同類型服務(wù)的請(qǐng)求時(shí)，按照節(jié)點(diǎn)擁有云幣數(shù)量將節(jié) 點(diǎn)編入m個(gè)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列，對(duì)于隊(duì)列i中的請(qǐng)求，則以其發(fā)出服務(wù)請(qǐng)求的先后次序即先來先服 務(wù)策略來排隊(duì)，
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3b.設(shè)定相應(yīng)的衰減因子，0 < < l，使得節(jié)點(diǎn)擁有的云幣數(shù)量隨著時(shí)間的推 移不斷縮水，以達(dá)到持續(xù)剌激節(jié)點(diǎn)提供服務(wù)的目的，設(shè)F皿d(A》為節(jié)點(diǎn)當(dāng)前階段AJ用有 的云幣數(shù)，F(xiàn)皿d(A》為節(jié)點(diǎn)上一階段AJ用有的云幣數(shù)，a是當(dāng)前階段Ax節(jié)點(diǎn)新增的云 幣數(shù)額，則有 <formula>formula see original document page 6</formula>
3c.當(dāng)節(jié)點(diǎn)希望獲取需付費(fèi)的服務(wù)時(shí)，需要支付相應(yīng)數(shù)量的云幣時(shí)，通過由系 統(tǒng)管理員統(tǒng)一管理的賬戶進(jìn)行轉(zhuǎn)付即可，采用下述方法來實(shí)現(xiàn)云端計(jì)算環(huán)境中的分布 式支付行為；當(dāng)節(jié)點(diǎn)在系統(tǒng)管理員進(jìn)行注冊(cè)時(shí)，系統(tǒng)管理員將給節(jié)點(diǎn)頒發(fā)一張支付證書 Certificate,內(nèi)容如下所示<formula>formula see original document page 6</formula>
式中Sign是對(duì)證書內(nèi)容用系統(tǒng)管理員的私鑰進(jìn)行簽名，SKadmin是系統(tǒng)管理員的私
鑰，ID是節(jié)點(diǎn)的用戶標(biāo)識(shí)，PK是其公鑰；Fund是該節(jié)點(diǎn)的帳戶資金，獲得支付證書的節(jié)點(diǎn)即
擁有創(chuàng)建云幣的權(quán)利，administrator是指系統(tǒng)管理員； 節(jié)點(diǎn)首先任選一個(gè)隨機(jī)數(shù)rn，對(duì)其進(jìn)行多次散列運(yùn)算 <formula>formula see original document page 6</formula>
hash (rn)是對(duì)隨機(jī)數(shù)rn進(jìn)行散列運(yùn)算，由此構(gòu)成序列鏈{rn， rn—n......，巧，r。}，
r。是該鏈的根；(ri， i)即為支付的云幣面額，如果i 二5，表示做5次hash運(yùn)算，即為5個(gè) 云幣單位；利用散列函數(shù)的單向性特征使得反向運(yùn)算在計(jì)算上是不可行的，當(dāng)節(jié)點(diǎn)A因?yàn)?獲取了節(jié)點(diǎn)B的服務(wù)而必須支付云幣時(shí)，其將r。和支付對(duì)(ri， i)，其中i = 1，2...n-l，簽 名后發(fā)送給B，這就成為一次支付行為，支付的云幣CCAB內(nèi)容如下
CC朋=57g"s& (7Aj , Ce"^cafe^, r。 ， (r,, /), 57V) 式中SKA是節(jié)點(diǎn)A的私鑰，CertificateA是節(jié)點(diǎn)A的證書，IDB是節(jié)點(diǎn)B的用戶標(biāo)
識(shí)；SN是本次支付序列號(hào)，序列號(hào)使得節(jié)點(diǎn)B不能偽造節(jié)點(diǎn)A支付給他的電子貨幣。由于
在上述的交易中，核心節(jié)點(diǎn)并不參與每次的交易活動(dòng)。在一段時(shí)間后，由各節(jié)點(diǎn)匯聚自己為
其它節(jié)點(diǎn)提供的服務(wù)而獲得的云幣，并提交給系統(tǒng)核心節(jié)點(diǎn)統(tǒng)一結(jié)算。 有益效果一種基于云幣的層次式云端計(jì)算系統(tǒng)激勵(lì)方法可以達(dá)到如下的有益效
果 (1)提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定度，促使終端節(jié)點(diǎn)能夠穩(wěn)定、誠(chéng)實(shí)地貢獻(xiàn)資源和協(xié)同工 作，即促成節(jié)點(diǎn)從不可信賴的"端"節(jié)點(diǎn)層流向可信賴的"端"節(jié)點(diǎn)層。 (2)實(shí)現(xiàn)了云端計(jì)算環(huán)境中的分布式支付行為，避免系統(tǒng)中出現(xiàn)瓶頸節(jié)點(diǎn)而難以 擴(kuò)展。 (3)充分挖掘系統(tǒng)資源，促使云外層的端節(jié)點(diǎn)積極、穩(wěn)定、誠(chéng)實(shí)地提供自身的資源 以完成分配的任務(wù)，讓端節(jié)點(diǎn)能夠發(fā)揮盡可能大的作用，并促使系統(tǒng)達(dá)到不斷優(yōu)化的目標(biāo)。


圖1是基于云幣數(shù)量和FCFS的優(yōu)先級(jí)隊(duì)列示意圖。
具體實(shí)施例方式
可在內(nèi)聯(lián)網(wǎng)條件下來構(gòu)建層次式云端計(jì)算系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境。利用高性能塔式服務(wù)器節(jié)點(diǎn)作為云核心層節(jié)點(diǎn)來充當(dāng)系統(tǒng)管理員、作業(yè)分割者、任務(wù)調(diào)度者的重要角色，及管
理包括自身在內(nèi)的所有計(jì)算節(jié)點(diǎn)，并負(fù)責(zé)接受、分解、部署任務(wù)以及將結(jié)果進(jìn)行匯總；利用
一般性能的塔式服務(wù)器作為云內(nèi)層節(jié)點(diǎn)；利用多臺(tái)個(gè)人電腦作為云外層節(jié)點(diǎn)。構(gòu)建層次式
云端計(jì)算軟件應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)可選擇Linux(內(nèi)核版本2. 6. 30)作為操作系統(tǒng)，Java開發(fā)工具
包選擇JDK (Java Developer' s Kit, Java開發(fā)工具包，版本1. 6)，云計(jì)算基礎(chǔ)平臺(tái)選擇
Hadoop平臺(tái)(版本0. 20)，開發(fā)語言選用Java,開發(fā)工具采用Eclipse 3. 3。 基于云幣的層次式云端計(jì)算系統(tǒng)激勵(lì)方法的具體實(shí)施方法如下 1)、當(dāng)端節(jié)點(diǎn)首次加入云端計(jì)算環(huán)境時(shí)須在系統(tǒng)管理員處注冊(cè)，由系統(tǒng)管理員以
獎(jiǎng)勵(lì)方式分配給該節(jié)點(diǎn)少量云幣并存儲(chǔ)于云核心層或云內(nèi)層節(jié)點(diǎn)上的節(jié)點(diǎn)賬戶內(nèi)，作為節(jié)
點(diǎn)在系統(tǒng)中活動(dòng)的啟動(dòng)資金， 2)、當(dāng)節(jié)點(diǎn)愿意接受某一次服務(wù)請(qǐng)求，并按約定成功完成了任務(wù)則將獲得約定數(shù) 量的云幣，并存入節(jié)點(diǎn)賬戶內(nèi)；如果失敗將相應(yīng)的扣除比約定獲取的數(shù)量要少的云幣作為 懲罰， 3)、在云端計(jì)算環(huán)境可能存在著兩種服務(wù)， 一種是免費(fèi)服務(wù)，節(jié)點(diǎn)在獲取服務(wù)時(shí)需 要出示其所擁有的云幣數(shù)量，以此作為獲取服務(wù)的優(yōu)先級(jí)設(shè)置依據(jù)；另一種是付費(fèi)服務(wù)，節(jié) 點(diǎn)在獲取服務(wù)時(shí)需要支付相應(yīng)數(shù)量的云幣， 3a.擁有云幣數(shù)量越多的節(jié)點(diǎn)享受免費(fèi)服務(wù)的時(shí)候可獲得優(yōu)先服務(wù)，系統(tǒng)管理員 在某一段時(shí)間內(nèi)接收到來自多個(gè)用戶不同類型服務(wù)的請(qǐng)求時(shí)，按照節(jié)點(diǎn)擁有云幣數(shù)量將節(jié) 點(diǎn)編入m個(gè)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列，對(duì)于隊(duì)列i中的請(qǐng)求，則以其發(fā)出服務(wù)請(qǐng)求的先后次序即先來先服 務(wù)策略來排隊(duì)； 3b.設(shè)定相應(yīng)的衰減因子，0 < < l，使得節(jié)點(diǎn)擁有的云幣數(shù)量隨著時(shí)間的推 移不斷縮水，以達(dá)到持續(xù)剌激節(jié)點(diǎn)提供服務(wù)的目的，設(shè)F皿d(A》為節(jié)點(diǎn)當(dāng)前階段AJ用有 的云幣數(shù)，F(xiàn)皿d(A》為節(jié)點(diǎn)上一階段AJ用有的云幣數(shù)，a是當(dāng)前階段Ax節(jié)點(diǎn)新增的云 幣數(shù)額，則有 Fund(Ax) = (1_ u ) Fund ( A x—》+ a 3c.當(dāng)節(jié)點(diǎn)希望獲取需付費(fèi)的服務(wù)時(shí)，需要支付相應(yīng)數(shù)量的云幣時(shí)，通過由系
統(tǒng)管理員統(tǒng)一管理的賬戶進(jìn)行轉(zhuǎn)付即可，采用下述方法來實(shí)現(xiàn)云端計(jì)算環(huán)境中的分布
式支付行為；當(dāng)節(jié)點(diǎn)在系統(tǒng)管理員進(jìn)行注冊(cè)時(shí)，系統(tǒng)管理員將給節(jié)點(diǎn)頒發(fā)一張支付證書
Certificate,內(nèi)容如下所示 CeW訴cote = 57g"汰rf ■ (a^/m、,rator,/D, 式中Sign是對(duì)證書內(nèi)容用系統(tǒng)管理員的私鑰進(jìn)行簽名，SKadmin是系統(tǒng)管理員的私
鑰，ID是節(jié)點(diǎn)的用戶標(biāo)識(shí)，PK是其公鑰；Fund是該節(jié)點(diǎn)的帳戶資金，獲得支付證書的節(jié)點(diǎn)即
擁有創(chuàng)建云幣的權(quán)利，administrator是指系統(tǒng)管理員； 節(jié)點(diǎn)首先任選一個(gè)隨機(jī)數(shù)rn，對(duì)其進(jìn)行多次散列運(yùn)算 rn—i = hash (rn) ， rn—2 = hash (rn—》，......，r。 = hash (r》 hash (rn)是對(duì)隨機(jī)數(shù)rn進(jìn)行散列運(yùn)算，由此構(gòu)成序列鏈{rn， rn—n......，巧，r。}，
r。是該鏈的根；(ri， i)即為支付的云幣面額，如果i 二5，表示做5次hash運(yùn)算，即為5個(gè) 云幣單位。利用散列函數(shù)的單向性特征使得反向運(yùn)算在計(jì)算上是不可行的，當(dāng)節(jié)點(diǎn)A因?yàn)?獲取了節(jié)點(diǎn)B的服務(wù)而必須支付云幣時(shí)，其將r。和支付對(duì)(ri， i)，其中i = 1，2...n-l，簽名后發(fā)送給B，這就成為一次支付行為，支付的云幣CCAB內(nèi)容如下
= 57g打汰^ (IDS, Cerftyk加e乂 ， r0, , ! ), SAO 式中SKA是節(jié)點(diǎn)A的私鑰，CertificateA是節(jié)點(diǎn)A的證書，IDB是節(jié)點(diǎn)B的用戶標(biāo)
識(shí)；SN是本次支付序列號(hào)，序列號(hào)使得節(jié)點(diǎn)B不能偽造節(jié)點(diǎn)A支付給他的電子貨幣。由于
在上述的交易中，核心節(jié)點(diǎn)并不參與每次的交易活動(dòng)。在一段時(shí)間后，由各 節(jié)點(diǎn)匯聚自己為其它節(jié)點(diǎn)提供的服務(wù)而獲得的云幣，并提交給系統(tǒng)核心節(jié)點(diǎn)統(tǒng)一結(jié)算。
權(quán)利要求
一種基于云幣的層次式云端計(jì)算系統(tǒng)激勵(lì)方法，其特征在于該方法采用一種基于云幣的可信賴“端”節(jié)點(diǎn)激勵(lì)機(jī)制，通過采用命名為云幣的虛擬貨幣來刺激節(jié)點(diǎn)積極地提供服務(wù)，具體實(shí)施方法如下1)、當(dāng)端節(jié)點(diǎn)首次加入云端計(jì)算環(huán)境時(shí)須在系統(tǒng)管理員處注冊(cè)，由系統(tǒng)管理員以獎(jiǎng)勵(lì)方式分配給該節(jié)點(diǎn)少量云幣并存儲(chǔ)于云核心層或云內(nèi)層節(jié)點(diǎn)上的節(jié)點(diǎn)賬戶內(nèi)，作為節(jié)點(diǎn)在系統(tǒng)中活動(dòng)的啟動(dòng)資金，2)、當(dāng)節(jié)點(diǎn)愿意接受某一次服務(wù)請(qǐng)求，并按約定成功完成了任務(wù)則將獲得約定數(shù)量的云幣，并存入節(jié)點(diǎn)賬戶內(nèi)；如果失敗將相應(yīng)的扣除比約定獲取的數(shù)量要少的云幣作為懲罰，3)、在云端計(jì)算環(huán)境可能存在著兩種服務(wù)，一種是免費(fèi)服務(wù)，節(jié)點(diǎn)在獲取服務(wù)時(shí)需要出示其所擁有的云幣數(shù)量，以此作為獲取服務(wù)的優(yōu)先級(jí)設(shè)置依據(jù)；另一種是付費(fèi)服務(wù)，節(jié)點(diǎn)在獲取服務(wù)時(shí)需要支付相應(yīng)數(shù)量的云幣，3a.擁有云幣數(shù)量越多的節(jié)點(diǎn)享受免費(fèi)服務(wù)的時(shí)候可獲得優(yōu)先服務(wù)，系統(tǒng)管理員在某一段時(shí)間內(nèi)接收到來自多個(gè)用戶不同類型服務(wù)的請(qǐng)求時(shí)，按照節(jié)點(diǎn)擁有云幣數(shù)量將節(jié)點(diǎn)編入m個(gè)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列，對(duì)于隊(duì)列i中的請(qǐng)求，則以其發(fā)出服務(wù)請(qǐng)求的先后次序即先來先服務(wù)策略來排隊(duì)，3b.設(shè)定相應(yīng)的衰減因子μ，0＜μ＜1，使得節(jié)點(diǎn)擁有的云幣數(shù)量隨著時(shí)間的推移不斷縮水，以達(dá)到持續(xù)刺激節(jié)點(diǎn)提供服務(wù)的目的，設(shè)Fund(Δx)為節(jié)點(diǎn)當(dāng)前階段Δx擁有的云幣數(shù)，F(xiàn)und(Δx)為節(jié)點(diǎn)上一階段Δx擁有的云幣數(shù)，α是當(dāng)前階段Δx節(jié)點(diǎn)新增的云幣數(shù)額，則有Fund(Δx)＝(1-μ)Fund(Δx-1)+α3c.當(dāng)節(jié)點(diǎn)希望獲取需付費(fèi)的服務(wù)時(shí)，需要支付相應(yīng)數(shù)量的云幣時(shí)，通過由系統(tǒng)管理員統(tǒng)一管理的賬戶進(jìn)行轉(zhuǎn)付即可，采用下述方法來實(shí)現(xiàn)云端計(jì)算環(huán)境中的分布式支付行為；當(dāng)節(jié)點(diǎn)在系統(tǒng)管理員進(jìn)行注冊(cè)時(shí)，系統(tǒng)管理員將給節(jié)點(diǎn)頒發(fā)一張支付證書Certificate，內(nèi)容如下所示 <mrow><mi>Certificate</mi><mo>=</mo><mi>Sig</mi><msub> <mi>n</mi> <mrow><mi>S</mi><msub> <mi>K</mi> <mrow><mi>ad</mi><mi>min</mi> </mrow></msub> </mrow></msub><mrow> <mo>(</mo> <mi>ad</mi> <mi>min</mi> <mi>istrator</mi> <mo>,</mo> <mi>ID</mi> <mo>,</mo> <mi>PK</mi> <mo>,</mo> <mi>Fund</mi> <mo>)</mo></mrow> </mrow>式中Sign是對(duì)證書內(nèi)容用系統(tǒng)管理員的私鑰進(jìn)行簽名，SKadmin是系統(tǒng)管理員的私鑰，ID是節(jié)點(diǎn)的用戶標(biāo)識(shí)，PK是其公鑰；Fund是該節(jié)點(diǎn)的帳戶資金，獲得支付證書的節(jié)點(diǎn)即擁有創(chuàng)建云幣的權(quán)利，administrator是指系統(tǒng)管理員；節(jié)點(diǎn)首先任選一個(gè)隨機(jī)數(shù)rn，對(duì)其進(jìn)行多次散列運(yùn)算rn-1＝hash(rn)，rn-2＝hash(rn-1)，......，r0＝hash(r1)hash(rn)是對(duì)隨機(jī)數(shù)rn進(jìn)行散列運(yùn)算，由此構(gòu)成序列鏈{rn，rn-1，......，r1，r0}，r0是該鏈的根；(ri，i)即為支付的云幣面額，如果i＝5，表示做5次hash運(yùn)算，即為5個(gè)云幣單位；利用散列函數(shù)的單向性特征使得反向運(yùn)算在計(jì)算上是不可行的，當(dāng)節(jié)點(diǎn)A因?yàn)楂@取了節(jié)點(diǎn)B的服務(wù)而必須支付云幣時(shí)，其將r0和支付對(duì)(ri，i)，其中i＝1，2...n-1，簽名后發(fā)送給B，這就成為一次支付行為，支付的云幣CCAB內(nèi)容如下 <mrow><msub> <mi>CC</mi> <mi>AB</mi></msub><mo>=</mo><msub> <mi>Sign</mi> <msub><mi>SK</mi><mi>A</mi> </msub></msub><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>ID</mi><mi>B</mi> </msub> <mo>,</mo> <mi>Certificat</mi> <msub><mi>e</mi><mi>A</mi> </msub> <mo>,</mo> <msub><mi>r</mi><mn>0</mn> </msub> <mo>,</mo> <mrow><mo>(</mo><msub> <mi>r</mi> <mi>i</mi></msub><mo>,</mo><mi>i</mi><mo>)</mo> </mrow> <mo>,</mo> <mi>SN</mi> <mo>)</mo></mrow> </mrow>式中SKA是節(jié)點(diǎn)A的私鑰，CertificateA是節(jié)點(diǎn)A的證書，IDB是節(jié)點(diǎn)B的用戶標(biāo)識(shí)；SN是本次支付序列號(hào)，序列號(hào)使得節(jié)點(diǎn)B不能偽造節(jié)點(diǎn)A支付給他的電子貨幣。在上述的交易中，核心節(jié)點(diǎn)并不參與每次的交易活動(dòng)。在一段時(shí)間后，由各節(jié)點(diǎn)匯聚自己為其它節(jié)點(diǎn)提供的服務(wù)而獲得的云幣，并提交給系統(tǒng)核心節(jié)點(diǎn)統(tǒng)一結(jié)算。
全文摘要
為了提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定度，必須有一套激勵(lì)機(jī)制促使終端節(jié)點(diǎn)能夠穩(wěn)定、誠(chéng)實(shí)地貢獻(xiàn)資源和協(xié)同工作，即促成節(jié)點(diǎn)從不可信賴的“端”節(jié)點(diǎn)層流向可信賴的“端”節(jié)點(diǎn)層。本發(fā)明提出一種基于云幣的層次式云端計(jì)算系統(tǒng)激勵(lì)方法，主要思想是采用簡(jiǎn)潔、高效率、低開銷和易實(shí)施的原則，借鑒人類社會(huì)中“按勞計(jì)酬”的思路，提出一種基于云幣的可信賴“端”節(jié)點(diǎn)激勵(lì)機(jī)制，通過采用命名為云幣的虛擬貨幣來刺激節(jié)點(diǎn)積極地提供服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了云端計(jì)算環(huán)境中的分布式支付，使得端節(jié)點(diǎn)能夠更加穩(wěn)定誠(chéng)實(shí)地提供自身資源以完成分配任務(wù)，最大化發(fā)揮云外層端節(jié)點(diǎn)的作用，最終使系統(tǒng)得以優(yōu)化。
文檔編號(hào)H04L29/08GK101719930SQ200910232488
公開日2010年6月2日 申請(qǐng)日期2009年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月27日
發(fā)明者張旻, 張登銀, 徐小龍, 熊婧夷, 程春玲, 章韻, 陳丹偉 申請(qǐng)人:南京郵電大學(xué)