基于区块链的6G场景性能评估方法及系统

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，更具体地涉及一种基于区块链的6G场景分析和性能评估方法及系统。

背景技术

第六代移动网络(6G)的目标是满足未来十年信息社会的需求。在这个新的数字时代，真实世界和虚拟世界将会更加紧密地融合，这将对数据的要求提出更高的挑战，尤其是数据隐私保护、内生安全和分布式可信等方面。为了实现这些目标，需要具备更先进的技术支持。在6G技术推动者中。区块链因其去中心化、透明性等固有特性而备受瞩目，它可以有效地解决这些问题，被认为是6G最具颠覆性的技术推动者之一。

现有技术中，针对6G集成区块链的相关研究仅仅关注于数据管理、频谱共享、隐私保护等方面。这些研究虽然有一定的推进作用，但却没有充分考虑其他细粒度的场景，如公钥管理等。同时，在6G场景下，缺乏区块链性能评估方法，这也使得研究人员无法全面评估区块链技术在6G场景下集成的优劣势。因此，急需一个合理的场景评估方法论和区块链性能分析平台，以便更好地实现6G集成区块链技术的发展和应用。

发明内容

为克服上述技术问题，本发明提供了一种基于区块链的6G场景分析和性能评估方法，包括如下步骤：

(1)根据区块链能够服务于6G的场景，对6G业务进行场景分类，所述场景包括：公钥管理、ID管理、认证授权和接入控制；

(2)根据场景分类结果，判断对应场景下是否存在有益效果，如果存在，则继续评估，如果不存在，则评估结果为区块链不适用于所述6G业务，所述有益效果包括：去中心化、假名、透明性；

(3)根据有益效果，确定记录在区块链上的数据及执行交易查询的时间，所述数据包括：查询订阅者的数据行为数据、私钥签名数据；

(4)根据事务到达模型来计算事务到达率，所述事务包括：交易查询操作、改变区块链状态；

(5)将模型输入到区块链中进行性能评估，获得区块链的读和写的性能。

可选地，在步骤101中，所述场景还包括：上下文信息管理、数据管理和数据交易、资源共享、交易和结算、车联网。

可选地，在步骤102中，所述有益效果还包括：不可篡改性、可审计性和安全性。

可选地，在步骤103中，所述数据还包括：感知数据、订阅数据、AI模型数据。

可选地，在步骤104中，所述事务包括：删除新增操作。

可选地，在步骤105中，所述模型为泊松分布模型。

可选地，在步骤105中，所述模型为广义线性模型。

本专利还公开了，一种基于区块链的6G场景性能评估系统，包括：

场景分类模块，用于对6G业务进行场景分类；

逻辑判断模块，用于判断对应场景下是否存在有益效果；

模型模块，用于计算事务到达率；

性能评估模块，用于将模型输入到区块链中评估性能。

可选地，可视化模块，用于将性能评估结果可视化。

本发明的技术方案有益效果至少在于：通过区块链性能评估方法，可以全面评估区块链技术在6G场景下集成的优劣势，更好地实现6G集成区块链技术的发展和应用。通过事务到达模型来计算事务到达率，提高了评估结果的精准度。

附图说明

以下，通过示例的方式示出本发明的示例性实施例的附图，各附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或相似的元素。附图中：

图1为本发明评估方法的流程图；

图2是本发明评估系统的框架图。

图3是本发明的ENS架构示意图。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

在本发明中，术语“和/或”旨在涵盖所列元素的所有可能组合和子组合，包括单独列出的元素中的任何一个、任何子组合或所有元素，而不必排除其他元素。除非另有说明，否则术语“第一”、“第二”等用于描述各种元素而不意图限定这些元素的位置关系、时序关系或重要性关系，这种术语只是用于区分一个元素与另一个元素。除非另有说明，否则术语“前、后、上、下、左、右”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不能理解为对本发明的保护范围的限制。

如图1所示，本发明的评估方法主包括以下步骤：101根据区块链能够服务于6G的场景，对6G业务进行场景分类，所述场景包括：公钥管理、ID管理、认证授权和接入控制；

分类场景还包括上下文信息管理、数据管理和数据交易、资源共享、交易和结算、车联网等场景。需要说明的是对于分类场景不做限制，其他分类场景也在本发明的保护范围之内。下面详细八大场景讲述：

1、公钥管理是指以安全的方式创建、分发和存储公钥的实践。公钥用于公钥加密，这是一种加密和签名数据的方法，使用两种不同的密钥:公钥和私钥。公钥用于加密数据。而私钥用于解密数据。为了使用公钥密码，需要有一种管理公钥的方法。这包括创建新的公钥，将它们分发给其他人，并以安全的方式存储它们。

2、ID管理场景中，存在两种使用案例，一种是假名管理，另一种是去中心化身份管理(DID)。假名是一种保护用户隐私的方法，允许使用别名或者假名替代原始数据集。通过选择一个非真实的合法名字来代替真实姓名，可以有效保护个人隐私。在假名管理中，中央管理机构从真实ID中创建假名，并将假名和公钥记录在区块链上以进行数字签名。此记录可以由第三方验证机构进行审计，从而确保记录的真实性和行为可审计性。然而，使用假名也存在一些潜在的风险和限制需要注意。例如，使用假名可能会导致身份无法证明，无法获得某些需要真实姓名的服务或福利，并且某些场景在法律层面上是不能够使用假名的。去中心化标识符(DID)是一种用于可验证、去中心化数字身份的新型标识符。DID旨在让个人和组织控制自己的数字身份，而不是依赖政府机构或大型公司等集中身份提供者，为个人和组织提供一种以安全和隐私保护的方式管理和控制自己数字身份的方式。它们可以使用区块链或其他分布式账本技术，以去中心化的方式识别人、组织、设备和其他事物。以太坊名称服务(ENS)是一个用于以太坊区块链的去中心化命名系统，是DID在区块链应用中的一个实践。它允许人们使用人类可读的名称与以太坊资源交互，例如智能合约和账户，而不是使用长而复杂的十六进制地址，ENS的架构图如图3所示。除了提供一种更方便用户的方式与以太坊资源交互之外，ENS还被设计为去中心化和防审查，因此可以用于创建安全和私人的在线交互。

3、认证授权和接入控制：身份认证是验证个人或设备身份的过程，授权是基于身份认证的身份授予其对资源或操作的访问权限的过程，访问控制是执行这些权限的过程，确保只有经过身份认证和授权的用户才能访问资源或执行操作。

4、上下文信息管理上下文信息是由系统本身产生和消耗的一种动态信息，是用户、会话等的缓存信息，将个人情境信息放入区块链中，可以方便基站快速访问缓存信息，也保证了信息使用的可审计记录，从而保护了个人用户的隐私。通过在区块链中存储位置信息，可以方便不同运营商快速访问。位置信息是一种需要保护隐私的个人信息，对位置信息的访问需要通过访问策略进行认证、授权和访问控制，对位置信息的访问是需要可审计的，因此应该记录在区块链中。

5、数据管理和数据交易：随着数字化的加速，社会的每一个要素每时每刻都在产生大量的数据，同时受益于处理后的数据。因此，数据管理和进一步的数据交易已经成为6G架构的关键技术构件之一。考虑到6G的设想是在使大规模物联网设备无缝协作以满足高度多样化的业务需求和实现无处不在的AI愿景方面发挥重要作用。在本文中，主要考虑订阅数据、AI模型数据、物联网数据和感知数据。

6、资源共享：为了实现6G资源共享的高效性和安全性，频谱、计算、存储和基础设施等无线资源将发挥关键作用，共享无线资源的利益将会非常可观。传统研究依赖集中的第三方来验证每个资源共享交易，这容易受到许多安全威胁，包括单点故障、阻断服务攻击等。而且，他们只关注资源管理，忽略了对资源共享至关重要的隐私和安全问题。资源共享是一个典型的用例，区块链可以用来在多个利益相关者之间高效地交换资产，而不需要集中的第三方参与。在区块链中，所有的资源共享和交易都是透明和安全的。不仅如此，所有的资源共享执行都可以通过智能合约实现一致，无需人工干预。在6G网络中，有几种资源是可以共享的，比如频谱、计算资源、共享网络。

7、交易和结算：传统的资产交易需要服务商或代理人等中介机构的参与，以方便交易的清算和结算，造成结算过程耗时且昂贵。区块链可以在无信任的环境下，用于多个利益相关者之间的资产交换。因为它提供了一个去中心化的环境，并使结算周期更加灵活，以加快结算。通过智能合约，可以在没有人工干预的情况下实现交易和结算的自动化，以确保资产的安全性和交易的便捷性。同时，由于区块链的不可篡改，所有的交易结算信息都可以通过区块链获取，这也方便之后的查询和审核。在此场景中，本文涉及了两个需要使用区块链的用例，一种是互联结算、漫游结算、不同运营商之间的计费，另一种是通话详细记录(CDRs)在计费期结束时的费用结算。在无线通信环境中，现有的移动性管理结算方式耗时长，结果不清晰、不明确。随着区块链的集成，不同的运营商之间可以更快、更透明、更准确、更安全的进行交易和结算。为了使计费信息可审计，CDRs可以定期记录在区块链上，或存储在链上链下架构中。通过智能合约查询CDR，可以进行不同运营商之间的自动计费和漫游。

8、车联网：在未来的车联网场景中，将有大量的终端车辆。如何识别车辆并加强信息管理成为一个棘手的挑战。构建一个基于区块链和DID的新型车辆身份和信息管理系统是一个很有效的解决方案。本文涉及的车辆网中需要集成区块链的用例一共有三种，一种是车辆ID管理，第二种是车辆数据共享和交易，另一种是协同智能交通。在车辆购入和在VANET上注册的时候，将车辆的商品证书、注册信息、维护和交易历史都保存在区块链上以实现防篡改和方便审计，区块链的引入能够极大地提高车辆身份认证和信息管理的效率。在电力运营商、车辆和充电站之间可以维护一个区块链，永久的存储充电/放电、能源交易和碳排放数据等重要信息，可以实现统一的安全车辆数据共享和消费机制，再由于智能合约的自动结算，可以大大降低人工成本并提高结算效率。在V2X场景中，协同智能交通包括交通流分析、驾驶行为分析、车辆排队、道路和车辆不同方的协作等。这些活动都涉及个人数据收集、处理和共享。协同过程中将产生大量的数据，因此应采用链上链下存储架构，并使用智能合约来进行自动协同。

102根据场景分类结果，判断对应场景下是否存在有益效果，如果存在，则继续评估，如果不存在，则评估结果为区块链不适用于所述6G业务，所述有益效果包括：去中心化、假名、透明性；

八大场景分别对应的有益效果：公钥管理对应的有益效果为去中心化、防篡改保证公钥真实性、向第三方提供公钥验证用户真实性；ID管理对应的有益效果为用户公钥需要权威机构认可和认证、用户行为的审核、透明性、行为可信性；认证授权和访问控制及上下文对应的有益效果为用户订阅数据的可审计；数据管理和数据交易对应的有益效果为不可篡改、防止投毒攻击、解决单点故障、防止DDOS攻击、隐私保护，可追溯，可审计；资源共享对应的有益效果为自动部署、自动交易。

103根据有益效果，确定记录在区块链上的数据及执行交易查询的时间，所述数据包括：查询订阅者的数据行为数据、私钥签名数据；

数据还包括感知数据、订阅数据、AI模型数据，需要说明的本发明对数据类型不做限定，其他数据类型也在本发明的保护范围内。

104根据事务到达模型来计算事务到达率，所述事务包括：交易查询操作、改变区块链状态；

需要说明的本发明不对事务到达模型做限定，比如广义线性模型，再比如泊松分布模型。

105将模型输入到区块链中进行性能评估，获得区块链的读和写的性能。

如图2所示，本发明的评估系统主要包括以下模块：201场景分类模块，用于对6G业务进行场景分类；202逻辑判断模块，用于判断对应场景下是否存在有益效果；203模型模块，用于计算事务到达率；204性能评估模块，用于将模型输入到区块链中评估性能。

在一些实施例中，本发明的评估系统还包括可视化模块，用于将性能评估结果可视化。

通过区块链性能评估方法及系统，可以全面评估区块链技术在6G场景下集成的优劣势，更好地实现6G集成区块链技术的发展和应用。通过事务到达模型来计算事务到达率，提高了评估结果的精准度。

可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。