هزینه های عادلانه بیت کوین محور برای رایانش برون سپاری دستگاه های Fog

چکیده

کلمات کلیدی

1.مقدمه

1.1 مشارکت

1.2 سازمان

2. مقدمات

2.1 تعریف محاسبات برون سپاری

2.2 بیتکوین

2.3 بررسی نمونه مبتنی بر تعهد

3. پروتکل پرداخت عادلانه بر اساس بیت کوین

3.1 توصیف بالا

شکل 1: چارچوب پروتکل ما

3.2 پروتکل پرداخت منصفانه 

4. تجزیه و تحلیل پروتکل پیشنهادی ما

4.1 تجزیه و تحلیل امنیتی

4.2 مقایسه

جدول 1: مقایسه سه الگوریتم

4.3. سنجش عملکرد

شکل 2: هزینه زمانی تأیید

شکل 3: هزینه زمانی پرداخت

5. نتیجه گیری و تحقیقات آینده

رایانش مه را می توان به عنوان یک پسوند محاسبات ابری در نظر گرفت که تراکنش ها و منابع را در شبکه امکان پذیر میسازد. در پارادایم های رایانش مه، کاربر مه (کارفر ما) با دستگاه های محدود سازنده منابع می تواند وظایف رایانشی توزیع شده را به گره های مه غیرقابل اعتماد (کارمندان) برون سپاری کرده و بهای آنها را پرداخت کند. اخیرا تحقیقات زیادی در زمینه پرداخت های عادلانه انجام شده است. با اینحال تمام راه حل های موجود، سیستم سنتی پول الکترونیکی را برای ایجاد رمزنگاری پرداخت استفاده میکنند، که نیاز به مقام معتبر (به عنوان مثال یک بانک) برای جلوگیری از دو برابر شدن هزینه ها دارد. این بانکبه دلیل این نوع از سیستم پرداخت تضعیف خواهد شد. در این مقاله، ما طرح پرداخت عادلانه جدیدی برای برون سپاری رایانش بر اساس بیت کوین پیشنهاد می کنیم. با توجه به مزایای محتوایی بیت کوین، کاربران می توانند بدون نیاز به یک بانک به طور مستقیم کار کنند. علاوه بر این، ساختار پیشنهاد شده می تواند تضمین کند بدون توجه به رفتار مخرب برون سپار برون سپار، در صورت انجام رایانش درست به کارکنان حقوق عادلانه پرداخت خواهد شد.

محاسبات مه، یا همان محاسبات لبه محاسبات و ذخیره سازی را در لبه شبکه امکان پذیر میکند. مزیت برجسته آن ارائه برنامه های کاربردی و خدمات جدید برای کاربران مختلف است [1]. واکوئرو و همکاران [2] محاسبات مه را به این صورت تعریف کرده اند که وظایف ذخیره سازی و پردازش را می توان با دستگاه های وسیع و همه گیر و غیر متمرکز انجام داد. دستگاه های مه می توانند بدون دخالت اشخاص ثالث با یکدیگر ارتباط برقرار کنند و به طور بالقوه همکاری داشته باشند. این ابزارها می توانند هم یک گره ی با منابع محدود باشند که بر روی ابزارهای موجود مانند نقطه ی دسترسی به وای فای یا گیرنده تلویزیون و یا یک گره مه با منابع سرشار بصورت سرورهای ویژه بالا با پردازنده قدرتمند، حافظه بالاتر و ذخیره سازی ایجاد میشوند. محاسبات مه گستره ای از رایانش ابری است [3، 4] و معمولا با محاسبات ابری هماهنگی می کند. در نتیجه، کاربران نهایی که گره های مه و ابرهستند، با هم یک مدل ارائه خدمات سه لایه را ایجاد می کنند، که از مجموعه ای از برنامه های کاربردی مانند تحویل محتوای وب [5] و واقعیت افزوده پشتیبانی می کند [4]. ما این سناریو را در نظر می گیریم که وظایف محاسباتی سنگین را می توان از طریق تعداد زیادی گره های مه انجام داد. به این معنا که وظایف محاسباتی به اجزای کوچکتر تقسیم می شوند و به گره های مختلف مه تعلق می گیرد. هر گره محاسبات مربوطه را خاتمه می دهد و نتیجه را به برون سپار می فرستد. برای ساده تر کردن این مساله، ما برون سپار را توسط O و گره های مه (همچنین به نام کارکنان نامیده میشود) توسط W علامت گذاری می کنیم. در زمینه های تجاری، کارمند W پس از اتمام کار قبل از مهلت، پاداش را از کارفرمای O دریافت خواهد کرد. با توجه به عدم اعتماد بین کارفرما و کارمند، دو مشکل امنیتی باید در نظر گرفته شود. اولا، O اعتقاد ندارد که W وظایف محاسبات را به درستی انجام خواهد داد. با توجه به سود اقتصادی، W ممکن است محاسبات واقعی را انجام ندهد و فقط یک نتیجه قابل قبول را ارسال کند که نیاز به صرف وقت کمتر دارد. ثانیا W به Oباور ندارد که ممکن است کسی در اینترنت باشد و سعی کند W را گول بزند. به این ترتیب، W صادقانه تمام وظایف را تکمیل کرد در حالی که O از پرداخت حق الزحمه سرباز زد. اخیرا برای حل مشکلات اعتماد بین O و W چندین راه حل ارائه شده است. از یک سو برون سپار باید نتیجه محاسبات را پس از پرداخت پاداش به کارکنان تصدیق کند. برای وظایف مختلف محاسباتی راه حل های مختلفی برای تایید وجود دارد. مونروز و همکاران [7] تصدیق های محاسباتی را برای تشخیص رفتار کارکنان استفاده کردند. گل و همکاران [8] برای محاسبه صحیح نتایج محاسبات، محاسبات دوتایی را تصویب کردند، اما ناکارآمدی راه حل او ارتباط با پیچیدگی بالا است. زاجدا و همکاران [9] و سارمنتا و همکاران [10] مکانیسم های بازبینی احتمالاتی برای تشخیص حیله گران ارائه شده است، اما هزینه محاسبات بالا است. بعدها، آنها روشهایی را برای کاهش هزینه های محاسبات پیشنهاد کردند [11]. کاربنر و همکاران [12] از شاهدان پیشین برای تضمین کیفیت تکمیل کار خود استفاده کردند. برای انجام کارهای محاسباتی "معکوس کردن عملکرد یک طرفه"، گل و همکاران [13] ابتدا مفهوم رینگر را برای حل مشکل اعتماد کارکنان پیشنهاد کردند. دوو و همکاران [14] به این نکته اشاره کردند که برخی از محدودیت ها در طرح رینگر وجود دارد و یک رویکرد جدید برای حل مشکل اعتماد ارائه کردند که از درخت درهم سازی مرکل برای تعهد نتیجه محاسبه استفاده می کند. از سوی دیگر، پس از انجام کارهای محاسباتی حق الزحمه کارکنان باید پرداخت شود. کاربنر و همکاران [15] در ابتدا مشکل پرداخت را در سناریوی برون سپاری محاسبه کردند. بر اساس پروتکل برش و انتخاب و به اشتراک گذاری مخفی، آنها یک طرح پرداخت منصفانه پیشنهاد کردند. با این حال، راه حل برای کاربردهای واقعی بسیار ناکارامد است.آنها بعدا کارشان را بهبود بخشید ند و یک طرح جدید برای پرداخت ها معرفی کردند [16]. اما بر کارآمدی این طرح پیشرفتی اعمال نکرد. این نیز می تواند به عنوان نمونه ای خاص از پرداخت های مشروط در نظر گرفته شود [17، 18]. اخیرا، چن و همکاران [19] در ابتدا مسئله سوم اعتماد را در نظر گرفتند که کارمند W نمیتواند نتایج محاسبات را به برون سپار O ارسال کند. آنها کارگران تنبل و ناصادق را با همان مدل [15، 16] معرفی کردند. و پس از آن، آنها یک طرح پرداخت عادلانه جدید پیشنهاد دادند که فقط از پرداخت پول الکترونیکی سنتی استفاده میکرد.راه حل آنها کارآمد تر از طرح های قبلی بود. به نظر می رسد که تمام راه حل های موجود در طرح پرداخت برای محاسبات برون سپاری ایده رینگر را برای حل مسئله تایید نتیجه محاسبات بکار میبرند. با این حال، ایده رینگر برای یک رده محاسباتی طراحی شده است که چرخش یک عملکرد یک طرفه خوانده میشود. دوو و همکاران [14] اشاره کردند که طرح رینگر محدود به یک محاسبات خاص است و راه حل جدیدی به نام نمونه گیری مبتنی بر تعهد ارائه دادند که می تواند برای محاسبات عمومی بکار رود. علاوه بر این، تمام روش های موجود برای حل مشکل اعتماد در بازیابی پرداخت ها بر اساس پول نقد سنتی و نیاز به یک بانک برای تولید رمزنگاری پرداخت است. با این حال، بانکبخاطر سیستم پرداخت در تنگنا قرار گرفته است. اگر هزینه های تراکنش در سیستم بسیار زیاد باشد، بانک تمایلی به اجرای آن ندارد. متفاوت از پول الکترونیکی سنتی، بیتکوین یک سیستم رمزنگاری غیر متمرکز است و کاربران می توانند بدون نیاز به بانک به طور مستقیم تراکنش ها را انجام دهند. تا آنجا که میدانیم، به نظر می رسد که هیچ کاری برای پرداخت های منصفانه بر پایه بیتکوین صورت نگرفته است.