【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于算力网络计费领域，更具体地，涉及一种基于区块链技术和共识机制的算力计费方法和系统。
技术介绍
1、随着人工智能、云计算、大数据、物联网、5g等新一代信息技术在各行各业广泛应用并取得加速突破，人类社会迎来数字经济时代。万物互联产生各种各样的数据，数据成为劳动、资本、土地和技术之外的第5个生产要素，围绕数据分析处理的算力成为新的生产力，算力经济成为了全球战略竞争的焦点领域。
2、要实现用户对算力网络的广泛使用，推进跨行业、跨地区、跨层级的算力资源流动，促进算力网络产业的健康发展，一个现实且重要的环节就是算力计费。算力从本质上来讲是各种架构的硬件资源，硬件成本和复杂性在以前无论是自建设施还是租用，都让使用成本不便宜。目前的算力计费方式多采用按照需求预估资源、一次性算力的运营模式。对用户来说，一方面在使用初期存在大量资源闲置，另一方面当后续资源出现瓶颈时又会陷入无法快速扩容的困境。因此要降低算力的使用成本，从算力网络的最优调度、潮汐调度等方面考虑，满足各种不同时延要求的算力使用场景，合理提升算力的使用效率。
3、传统的算力计费方法通常选取内核数、虚机数、容器数等特定的计量单位作为计费粒度，其计费逻辑大致是客户端收集计费信息，客户端与服务端的接收端发生通信，将计费信息一次性集中存储，计费引擎直接根据存储的计费信息计费，当消费者消费完毕后，商家线下收取费用。
4、然而，传统的算力计费方法存在一些不可忽略的缺陷：第一，计费系统的服务端采用中心化结构，一旦服务端出现故障，整个计费系统无法正常恢复
技术实现思路
1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种基于区块链技术和共识机制的算力计费方法和系统。其目的在于，解决传统的算力计费方法由于服务端采用中心化结构，难以应对服务端故障和黑客攻击，从而造成计费数据的不正确和资金损失的技术问题，以及传统计费方法由于只进行计费操作，收费通过线下进行，难以实现计费系统的整体自动化的技术问题。
2、为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种基于区块链技术和共识机制的算力计费方法，是应用在包括终端、业务控制节点、计费子网、运营商计费节点、额度分配网络、以及共识网络的计费系统中，其中计费子网包括多个计费子节点，所述算力计费方法包括如下步骤：
3、(1)用户通过终端向管理该终端的业务控制节点发送业务计费请求。
4、(2)业务控制节点向对应的计费子网中业务控制节点向任意一个计费子节点转发业务计费请求。
5、(3)计费子节点对来自业务控制节点的业务计费请求进行解析，以获取用户id，获取与该用户id关联的主账户、以及该主账户在该计费子节点上关联的子账户，并在预先建立的额度分配账本中查询该子账户的额度；
6、(4)计费子节点向运营商计费节点发送额度申请请求，其中额度申请请求中包括用户id和计费子节点标识。
7、(5)运营商计费节点对来自计费子节点的额度申请请求进行解析，以获取用户id和计费子节点标识，并根据本地存储的映射信息查询该用户id关联的主账户，并获取计费子节点标识中该主账户在对应的计费子节点上关联的子账户。
8、(6)运营商计费节点为子账户分配额度，根据分配的额度生成额度分配交易，并将生成的额度分配交易发送给共识网络。
9、(7)共识网络基于共识机制对来自运营商计费节点的额度分配交易进行共识处理，以获取达成共识后的额度分配交易。
10、(8)运营商计费节点将步骤(7)获取的达成共识的额度分配交易写入额度分配账本，并根据写入额度分配交易后的额度分配账本更新步骤(5)中查询到的主账户的额度。
11、(9)计费子节点根据步骤(7)获取的达成共识的额度分配交易更新步骤(5)获取到的子账户的额度。
12、(10)计费子节点根据步骤(9)更新后的子账户的额度调用智能合约对终端进行计费，并将计费结果广播至其他所有计费子节点。
13、优选地，步骤(1)中，用户是通过使用安装有区块链平台的访问应用程序的终端登录到区块链上，并通过终端向区块链平台上的业务控制节点发送业务计费请求。
14、业务计费请求包括用户标识、业务使用统计信息和数字证书；
15、用户标识用于表示用户的身份；
16、业务使用统计信息表示终端调用的业务计费请求对应的计算资源计量；
17、数字证书表示根据业务计费请求生成的数字签名，防止业务计费请求被篡改。
18、优选地，步骤(6)中，运营商计费节点每次从主账户中分配主账户的20％的额度给子账户。运营商计费节点根据为子账户分配的额度生成额度分配交易，额度分配交易包括该子账户关联的计费子节点的标识、该子账户对应的主账户关联的用户id以及分配的额度。
19、优选地，步骤(7)包括以下子步骤：
20、(7-1)共识网络中的各个节点将来自运营商计费节点的额度分配交易存入区块中。
21、(7-2)共识网络根据预先建立的节点信用度评估指标计算其中各个节点的信用度。
22、(7-3)共识网络使用merkle树算法将来自运营商计费节点的额度分配交易组装成区块头bolck_header；
23、(7-4)共识网络为其每个节点i设置挖矿目标值targeti，其值为步骤(7-2)获取的该节点的信用度vi；
24、(7-5)共识网络为其每个节点i设置随机数noncei，并初始化其取值为1；
25、(7-6)共识网络的每个节点i将其随机数noncei的值从1开始每次递增1，以找到合适的noncei的值，使得对步骤(7-3)得到的区块头bolck_header和随机数noncei进行双重sha256运算的运算结果满足如下公式：
26、sha256(sha256(bolck_header+nonce)<targeti
27、(7-7)共识网络对步骤(7-6)获取的noncei的值按照从小到大的顺序排序，并为noncei的最小值对应的节点分配记账权。
28、(7-8)共识网络中被分配记账权的节点向共识网络中的其他节点广播步骤(7-1)获取的区块。
29、(7-9)共识网络中除了被分配记账权的节点以外的其他节点对步骤(7-8)获取的区块进行sha256运算，以验证该区块的合法性，并获取达成共识后的额度分配交易。
30、优选地，节点信用度评估指标分为两级，根据指标对节点信用的影响程度赋予不同的权重；
31、一级指标有3项：节点的交易情况、性能表现、以及信用水平；
32、二级指标共7项：产生交易总数、货币流动率、网络延迟时间、节点离线次数、节点活跃度、有效区本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于区块链技术和共识机制的算力计费方法，是应用在包括终端、业务控制节点、计费子网、运营商计费节点、额度分配网络、以及共识网络的计费系统中，其中计费子网包括多个计费子节点，其特征在于，所述算力计费方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于区块链技术和共识机制的算力计费方法，其特征在于，
3.根据权利要求1或2所述的基于区块链技术和共识机制的算力计费方法，其特征在于，步骤(6)中，运营商计费节点每次从主账户中分配主账户的20％的额度给子账户。运营商计费节点根据为子账户分配的额度生成额度分配交易，额度分配交易包括该子账户关联的计费子节点的标识、该子账户对应的主账户关联的用户ID以及分配的额度。
4.根据权利要求3所述的基于区块链技术和共识机制的算力计费方法，其特征在于，步骤(7)包括以下子步骤：
5.根据权利要求4所述的基于区块链技术和共识机制的算力计费方法，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的基于区块链技术和共识机制的算力计费方法，其特征在于，每个节点的信用度是采用如下公式计算：
7.根据权利要求
8.一种基于区块链技术和共识机制的算力计费系统，是应用在包括终端、业务控制节点、计费子网、运营商计费节点、额度分配网络、以及共识网络的计费系统中，其中计费子网包括多个计费子节点，其特征在于，所述算力计费系统包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于区块链技术和共识机制的算力计费方法，是应用在包括终端、业务控制节点、计费子网、运营商计费节点、额度分配网络、以及共识网络的计费系统中，其中计费子网包括多个计费子节点，其特征在于，所述算力计费方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于区块链技术和共识机制的算力计费方法，其特征在于，
3.根据权利要求1或2所述的基于区块链技术和共识机制的算力计费方法，其特征在于，步骤(6)中，运营商计费节点每次从主账户中分配主账户的20％的额度给子账户。运营商计费节点根据为子账户分配的额度生成额度分配交易，额度分配交易包括该子账户关联的计费子节点的标识、该子账户对应的主账户关联的用户id以及分配的额度。
...【专利技术属性】
技术研发人员：唐卓，刘梦涵，张嘉鹏，李肯立，肖正，肖雄，聂振宇，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：
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