[发明专利]一种基于区块链的边缘计算任务卸载系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于区块链的边缘计算任务卸载系统及方法，本发明系统包括：无线网络设备单元，包含多个通过网络连接的物联网设备，物联网设备从物理环境中收集物联网应用程序的数据信息，并将信息转发到MEC服务器单元来执行任务计算；MEC服务器单元，包含多个MEC服务器，用于实现区块链的共识机制和根据部署在MEC服务器上区块链网络中的智能合约实现无线网络设备签署注册和任务卸载。本发明通过使用区块链技术，保证边缘计算任务卸载过程的可追溯性与可见性；通过基于优先级的任务卸载方法，更加能合理的满足对当前卸载任务有不同时延要求用户的需求；通过基于博弈论的卸载结果验证方法，保证计算结果的正确性和可验证性，以提高任务卸载的质量。

技术领域

本发明属于移动边缘计算和区块链技术领域，具体涉及一种在边缘计算中基于区块链的高可靠任务卸载系统及方法。

背景技术

随着物联网各种关键任务应用的发展，例如车辆网络(包括车辆到车辆、车辆到基础设施、增强现实技术和城市传感等)，需要确保为这些应用中使用的设备提供足够的计算能力和低延迟连接。

然而，在物联网应用中，拥有足够的计算资源和低延迟之间存在着矛盾。这在距离物联网设备较近的地方尤为突出，原因在于从物联网设备到云端的第一次网络传输的网络容量可能有限。为弥补云计算的缺陷，欧洲电信标准协会提出了一个移动边缘计算(MobileEdge Computing，MEC)框架。移动边缘计算是基于5G演进的架构，并将移动接入网与互联网业务深度融合的一种技术。一方面是为了减少将数据从客户拥有的物联网设备转发到云平台相关的延迟。另一方面将计算能力、存储能力下沉到移动边缘节点，提供第三方应用集成和部署，使得更多移动边缘计算的创新得以实现。这克服了当前云服务中的一些潜在限制因素：终端设备的能耗较低，减少了将安全敏感数据传输到云平台的要求，以及物联网设备和云平台之间的网络容量需求。

在现有的边缘计算任务卸载方案中仍然存在一些问题，当用户对于不同卸载任务的时延需求不同，一些紧急任务无法第一时间得到解决；移动边缘计算服务器提供商处理用户数据的审计跟踪能力有限，用户难以对任务卸载过程进行追溯；边缘计算是一种由外部提供的服务，边缘服务器计算结果的正确性难以保证。

发明内容

为解决上述边缘计算中任务卸载存在卸载结果不可靠的问题，本发明提供了一种在边缘计算中基于区块链的高可靠任务卸载系统及方法。本发明卸载技术方案包括区块链中基于优先级的卸载方法和基于博弈论的卸载结果验证方法。整个卸载策略部署在区块链智能合约中以确保整个卸载过程的可见性和可追溯性。

为了实现以上目的，本发明采取以下技术方案：

一种基于区块链的边缘计算任务卸载系统，包括无线网络设备单元和MEC服务器单元。无线网络设备单元包含多个通过网络连接的物联网设备。

无线网络设备单元包含多个物联网设备，例如物联网传感器，这些物联网设备从物理环境中收集各种物联网应用程序的数据信息，并将任务信息转发到MEC服务器单元来执行任务计算；

MEC服务器单元包含多个MEC服务器，用于实现区块链的共识机制和根据部署在MEC服务器上区块链网络中的智能合约实现无线网络设备签署注册和任务卸载。

进一步的，无线网络设备单元完成物联网设备签署注册到MEC服务器上的区块链网络，并且注册认证信息会被存储在智能合约中。

进一步的，无线网络设备中的物联网设备转发从物理设备收集或用户上传的数据信息到MEC服务器上区块链网络中的智能合约中。

进一步的，MEC服务器单元中的智能合约根据上传任务信息，通过基于优先级的任务卸载方法，选择合适的MEC服务器进行任务卸载。

进一步的，通过智能合约中基于博弈论的卸载结果验证方法，对计算结果进行交叉验证。上述MEC服务器单元中的智能合约会将卸载过程以及计算结果验证记录在区块链中。