基于区块链的用户定义网络的签约交易系统及其交互方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于区块链的用户定义网络的签约交易系统及其交互方法，包含：资源预订模块，用户通过区块链智能合约向ISP预留资源；签约及尾款支付模块，ISP和用户通过区块链智能合约签订电子合约，同时用户将应支付的尾款暂存在区块链智能合约中；资源分配模块，电子合约签订后完成资源的分配；测试确认模块，资源成功分配后用户对分配结果进行确认，并通知区块链智能合约将暂存在智能合约中的金额转移给ISP。本发明专利技术通过结合区块链技术，在电子签约的过程中实现资源预约、定金尾款支付、安全认证，签约可追溯无法否认，并且不需要通过互联网来传递电子合约的具体内容而是用户和ISP各自在本地生成合约，防止了合约数据泄露。泄露。泄露。

【技术实现步骤摘要】
基于区块链的用户定义网络的签约交易系统及其交互方法


[0001]本专利技术涉及软件定义网络的
，尤其是指一种基于区块链的用户定义网络的签约交易系统及其交互方法。

技术介绍

[0002]随着物联网及5G网络的快速发展，传统的运营商按套餐进行定价的方式已经难以满足用户的多种个性化需求，如何使服务颗粒化已经成为了各大互联网运营商必需要面对的问题。在《5G确定性网络产业白皮书》中首次定义了5G确定性网络能力的3D(Differentiated，Dedicated与DIY)模型，差异化(Differentiated)是不同行业数字化的关键诉求，比如5G的典型应用工业互联网，对于移动通信、智能家居、环境监测智能抄表等业务，需要网络支持海量设备连接和大量小报文频发；网络直播、视频回传和移动医疗等业务对传输速率提出了更高的要求；车联网、智能电网和工业控制等业务则要求毫秒级的时延和接近100％的可靠性。专属(Dedicated)是为数据安全与数据隐私打造的防火墙。自助网络(DIY：Do It Yourself)是行业创新不可或缺的部分，行业用户希望自定义、按需设计、DIY自己的网络。
[0003]SDN(Software Defined Network，简称SDN)为解决上述问题提供了可行的底层技术。SDN分离了网络控制平面和数据转发平面，从而大大简化了网络配置和管理。从网络设备的角度来看，控制平面控制网络流量的路由决策，而数据转发平面根据控制平面作出的路由决策来转发网络流量。传统的路由器横跨二层与三层，兼具路由决策与数据转发的职能，SDN环境中没有路由器而只有交换机，交换机只负责转发流量，路由决策交给SDN控制器。其次，SDN提供了集中式高度可扩展的控制器，支持细粒度流量控制。因为控制器拥有全局视野，负责全网交换机的路由决策，所以更适合进行流量控制。第三，SDN为网络管理员开放了灵活的可编程接口。
[0004]针对开篇提到的问题我们实验室基于SDN提出了一种名为用户定义网络的新型网络框架，用户定义网络由网络资源感知模块、请求发起模块和网络资源分配模块组成，在用户定义网络中用户可以根据自己的个性化需求向ISP请求分配不同的网络资源。我们实验室已经基于开源的SDN控制器RYU和Mininet网络仿真平台验证了用户定义网络的可行性，考虑到用户定义网络会带来频繁的业务请求和大量的交易，这对传统的ISP(Internet Services Provider，简称ISP)线下交易模式提出了严峻的挑战，会消耗极多的人力物力。同时用户定义网络让用户参与到网络的部署和选择，将控制器暴露给用户，这也会带来一些网络安全性方面的问题。为此，本专利技术方案将结合区块链技术为用户定义网络量身打造一个交易系统模型。所谓区块链，就是一个又一个区块组成的链条。每一个区块中保存了一定的信息，它们按照各自产生的时间顺序连接成链条。如果要修改区块链中的信息，必须征得半数以上节点的同意并修改所有节点中的信息，而这些节点通常掌握在不同的主体手中，因此篡改区块链中的信息是一件极其困难的事。相比于传统的网络，区块链具有两大核心特点：一是数据难以篡改，二是去中心化。同时，随着区块链技术的发展，在Qtum、以太坊、
Zen等都发展出了智能合约技术，所谓智能合约就是发布在区块链上的按特定逻辑执行的代码，一旦发布到区块链之后便无法篡改，智能合约无法像我们传统的C/S架构一样直接与外部环境交互，但是智能合约可以释放出事件信号，这些信号会被记录在区块链的日志中，只需要外部有需求的用户监听这些信号再调用智能合约上适用的函数，便可以实现交互功能。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种基于区块链的用户定义网络的签约交易系统及其交互方法，引入区块链的开放性、可溯源性、不可抵赖性与不可篡改性等特质，在电子签约的过程中实现资源预约、定金尾款支付、安全认证，签约可追溯无法否认，并且不需要通过互联网来传递电子合约的具体内容而是由用户和ISP各自在本地生成合约，防止了合约数据泄露。
[0006]为实现上述目的，本专利技术所提供的技术方案为：基于区块链的用户定义网络的签约交易系统，该签约交易系统通过结合区块链技术，在电子签约的过程中实现资源预约、定金尾款支付和安全认证，并且不需要通过网络来传递电子合约的具体内容，其包括以下功能模块：
[0007]资源预订模块，用于在用户和ISP签约开始之前供用户通过区块链智能合约转发预约请求，支付定金，再由区块链智能合约发出预约事件，ISP监听到预约事件后，便会通知用户定义网络预留资源；
[0008]签约及尾款支付模块，用于用户定义网络成功预留资源后通知ISP，ISP便会根据用户签约过程中携带的参数生成电子合约，通过区块链智能合约指定签约用户和用户应该支付的尾款，用户仍有签约意愿便会响应ISP的签约请求，在区块链智能合约上确认签约，并将分配资源需要支付的尾款暂存在区块链智能合约中；
[0009]资源分配模块，用于区块链智能合约确认用户完成签约后通知ISP，ISP请求用户定义网络分配相应的网络资源，之后ISP通过区块链智能合约传递给用户资源分配结果；
[0010]测试确认模块，用于用户接收到资源分配结果的消息，若ISP已经完成了资源分配，则启动网络测试功能测试当前分配的资源是否符合预期，若符合预期则向区块链智能合约发起确认，区块链智能合约收到确认消息后将先前预存在区块链智能合约中的金额转移给ISP。
[0011]具体地，所述用户定义网络是指基于软件定义网络技术实现的一种网络架构，在用户定义网络中用户能够根据自己的个性化需求向ISP请求分配不同的网络资源；ISP将实现记录用户违约次数、用户签约ID、带宽预定、电子合约认证签订、用户已存储金额、转账功能的智能合约发布在区块链上，得到区块链智能合约。
[0012]具体地，所述资源预订模块包括智能合约预约带宽模块、用户预约模块和ISP处理预约模块；
[0013]所述智能合约预约带宽模块有以下功能：a、向用户预约模块提供用户违规次数信息n、用户签约标识符UId和Unix时间TU；b、收到用户预约模块的预约带宽请求后验证定金数额是否正确，正确则向ISP处理预约模块发出预约事件，否则结束预约流程；c、更新UId，使用户每次交易时的Uid都是不同的；
[0014]所述用户预约模块根据智能合约预约带宽模块得到的用户违规次数信息n计算需要支付的定金R，向区块链智能合约传递预约请求并附带上定金R；
[0015]所述ISP处理预约模块用于ISP接收到智能合约预约带宽模块的用户预约事件后，根据事件中用户的预约参数向用户定义网络请求预留资源。
[0016]具体地，所述资源预订模块具体执行以下操作：
[0017]S1、当用户有带宽需求时，先向智能合约预约带宽模块请求n、UId、TU；
[0018]S2、智能合约预约带宽模块返回n、UId、TU并将UId的值加1，
[0019]S3、如果n大于7，用户无法预约本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于区块链的用户定义网络的签约交易系统，其特征在于：该签约交易系统通过结合区块链技术，在电子签约的过程中实现资源预约、定金尾款支付和安全认证，并且不需要通过网络来传递电子合约的具体内容，其包括以下功能模块：资源预订模块，用于在用户和ISP签约开始之前供用户通过区块链智能合约转发预约请求，支付定金，再由区块链智能合约发出预约事件，ISP监听到预约事件后，便会通知用户定义网络预留资源；签约及尾款支付模块，用于用户定义网络成功预留资源后通知ISP，ISP便会根据用户签约过程中携带的参数生成电子合约，通过区块链智能合约指定签约用户和用户应该支付的尾款，用户仍有签约意愿便会响应ISP的签约请求，在区块链智能合约上确认签约，并将分配资源需要支付的尾款暂存在区块链智能合约中；资源分配模块，用于区块链智能合约确认用户完成签约后通知ISP，ISP请求用户定义网络分配相应的网络资源，之后ISP通过区块链智能合约传递给用户资源分配结果；测试确认模块，用于用户接收到资源分配结果的消息，若ISP已经完成了资源分配，则启动网络测试功能测试当前分配的资源是否符合预期，若符合预期则向区块链智能合约发起确认，区块链智能合约收到确认消息后将先前预存在区块链智能合约中的金额转移给ISP。2.根据权利要求1所述的基于区块链的用户定义网络的签约交易系统，其特征在于，所述用户定义网络是指基于软件定义网络技术实现的一种网络架构，在用户定义网络中用户能够根据自己的个性化需求向ISP请求分配不同的网络资源；ISP将实现记录用户违约次数、用户签约ID、带宽预定、电子合约认证签订、用户已存储金额、转账功能的智能合约发布在区块链上，得到区块链智能合约。3.根据权利要求2所述的基于区块链的用户定义网络的签约交易系统，其特征在于，所述资源预订模块包括智能合约预约带宽模块、用户预约模块和ISP处理预约模块；所述智能合约预约带宽模块有以下功能：a、向用户预约模块提供用户违规次数信息n、用户签约标识符UId和Unix时间TU；b、收到用户预约模块的预约带宽请求后验证定金数额是否正确，正确则向ISP处理预约模块发出预约事件，否则结束预约流程；c、更新UId，使用户每次交易时的Uid都是不同的；所述用户预约模块根据智能合约预约带宽模块得到的用户违规次数信息n计算需要支付的定金R，向区块链智能合约传递预约请求并附带上定金R；所述ISP处理预约模块用于ISP接收到智能合约预约带宽模块的用户预约事件后，根据事件中用户的预约参数向用户定义网络请求预留资源。4.根据权利要求3所述的基于区块链的用户定义网络的签约交易系统，其特征在于，所述资源预订模块具体执行以下操作：S1、当用户有带宽需求时，先向智能合约预约带宽模块请求n、UId、TU；S2、智能合约预约带宽模块返回n、UId、TU并将UId的值加1，S3、如果n大于7，用户无法预约，需要直接与ISP协商，否则用户预约模块根据n、请求带宽大小W、带宽单价P计算需要支付的定金R，向区块链智能合约传递预约请求并附带上定金R，请求参数包括请求带宽大小W、带宽单价P、请求路径path、控制器代号C、用户的区块链地址A及智能合约预约带宽模块得到的UId和TU；
其中，R由下面的公式(1)计算得到：R＝W*P*(2
n
/100),0≤n≤7(1)S4、智能合约预约带宽模块根据用户预约模块传递的参数验证用户是否足额支付了定金，若是则传递用户预约请求给ISP处理预约模块，并将定金暂存在当前的智能合约中，否则拒绝智能合约预约带宽模块的预约请求，流程结束；S5、ISP处理预约模块根据智能合约预约带宽模块发出的签约事件向用户定义网络请求预留资源。5.根据权利要求4所述的基于区块链的用户定义网络的签约交易系统，其特征在于，所述签约及尾款支付模块包括ISP签约发起模块、智能合约签约验证模块和用户响应签约模块；所述ISP签约发起模块在用户定义网络成功预留资源后，根据用户请求生成电子合约，将电子合约哈希化并通过ISP的公私钥中的私钥进行数字签名，发往智能合约签约验证模块进行验证，并在该请求中指定签约该电子合约的用户及用户应支付的尾款；所述智能合约签约验证模块完成以下功能：a、验证ISP签约发起模块传来的数字签名，若数字签名通过验证则记录下签约该电子合约的用户应该支付的尾款，并向指定用户发出签约事件；b、验证用户响应签约模块传来的数字签名，若用户数字签名通过验证则判断用户响应签约模块是否支付了足额的尾款，若是则将电子合约签订信息存储在当前区块链智能合约内，并发出签约完成事件给资源分配模块，若否则认为用户放弃签约，将该用户违规次数信息n加1，并将该用户暂存在区块链智能合约内的定金转账给ISP，结束签约流程；所述用户响应签约模块接收到智...

【专利技术属性】
技术研发人员：季飞，陈钦豪，官权升，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：