基于区块链的可信分布式计算平台的设计与实现

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fdgongyongming
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随着网络技术的发展,越来越多的移动设备可以从云中获取各种不同的服务,从而引发了应用的延迟变高、网络的拥塞等一系列问题。边缘计算试图通过将计算处理与数据下沉到更靠近用户的网络节点上,以解决云计算存在的上述问题。然而,当前的边缘计算的各种解决方案都依赖于服务的提供方自行选择并租用不同网络区域的计算设备,自行搭建并维护计算节点,从而使得维护成本相比于集中式的云计算大为增加;另一方面,不同的服务供应方难以对计算资源统一规划使用,导致计算资源的利用率也不尽如人意。本文提出了一个将计算任务使用众包的方式动态分配到边缘网络节点上的分布式计算平台。平台将动态选取临近用户的满足用户要求的计算节点,组建临时的计算集群并执行计算任务,服务的提供商将不需要自己维护计算节点,也不需要考虑节点选取的问题,不同的服务可以共用同样的计算设备,使得维护成本大幅降低、资源利用更为有效。同样的,众包的方式也引入了一些新的问题。一方面,计算资源提供方与消费方存在信任问题,如何避免欺骗是需要考虑的问题;另一方面,边缘网络上的计算设备不尽相同,运行环境、操作系统均有差异,如何在异构化的环境下整合计算资源是另一个必须解决的问题。为此本文分别引入区块链智能合约以及容器技术进行解决。本文主要研究工作包括以下两点:1.使用区块链智能合约建立计算任务与合约的关联,将分布式计算的整个过程使用智能合约进行跟踪、管理,实现可信交易。2.结合容器技术实现一个简单的Map-Reduce计算框架,并与上面的合约相配合,实现可信分布式计算。为此,本文在后续章节将平台分为众包任务发布模块、分布式计算模块以及边缘计算设备管理模块三个模块,分别对各模块的需求分析、设计方案、实现结果以及测试过程进行了详细介绍。从而证明了使用众包方式可以解决可信边缘计算问题。同时解决了在使用众包方式后新引入的众包双方互信问题以及计算环境异构化问题。
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