关键词:
服务计算
服务协作
区块链技术
共识算法
协作系统
摘要:
服务计算作为一种应用范围极其广的技术,已经成为现代信息社会的基础设施之一。同时,服务计算还为云计算基础设施提供了关键支持。通过流程优化和自动化,服务计算显著提高了个人和组织的运营效率。
在服务计算的广泛应用背景下,服务协作作为提高服务效能和扩展服务能力的重要途径,其重要性日益凸显。然而,服务协作的过程较为复杂,其中涉及到服务双方的利益问题,隐私问题,以及服务安全性等问题。因此,如何在保障隐私和安全的同时,实现高效、可信的服务协作,成为了服务计算领域亟待解决的关键问题之一。本文针对上述问题,开展了如下研究:
(1)针对服务协作中的交易公平性问题,本文提出了一种基于区块链的多元服务协作框架(MCFC)。该框架根据服务协作环境的特殊性,采用服务链、数据链双链协同机制,在保证服务数据可溯源的基础上尽可能降低开销。为了保证服务提供者与服务使用者双方的利益,本文提出了基于STP的服务共享机制,引入了服务交易池,对服务的价值进行了科学评估,保证了交易的公平进行。
(2)针对引入区块链技术产生的服务响应效率低下的问题,本文提出了一种基于R-PBFT的服务间协作响应效率优化方案。该方案针对服务协作网络环境,将传统的Raft共识算法以及PBFT实用拜占庭容错共识算法进行了优化,并将两者进行结合,将服务节点集群化。集群内采用基于Raft的节点竞选机制,集群间采用去主节点通信策略共识机制。在保证数据安全的前提下,有效地保证了服务响应的即时性。除此之外,本文提出了服务聚合多方共识方法。将服务请求进行聚合,并通过批量共识通信模式进行共识,进一步提高了通信效率。
(3)针对上述提出的方案,本研究搭建了基于区块链的服务协作环境,并通过对比近年来的服务协作框架模型进行实验验证。实验结果表明,MCFC框架在能够显著降低服务协作成本,并能够在一定程度上保证服务协作过程的安全性。除此之外,MCFC框架的数据存储性能相较于同领域框架提高了约67%。R-PBFT共识算法相较于传统PBFT共识算法和近年来的改进PBFT共识算法,在多节点环境具有更好的吞吐量、共识开销和通信成本表现。