基于联盟链的运营商最佳缓存策略

作     者：姜静 王凯 许曰强 杜剑波 仇超 巩译 JIANG Jing;WANG Kai;XU Yueqiang;DU Jianbo;QIU Chao;GONG Yi

作者机构：西安邮电大学陕西信息通信网络与安全重点实验室西安710121 北京邮电大学信息与通信工程学院北京100876 天津大学智能与计算学部天津300350 北京信息科技大学信息与通信工程学院北京100192 

出 版 物：《电子与信息学报》 (Journal of Electronics & Information Technology)

年 卷 期：2022年第44卷第9期

页      面：3043-3050页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0701[理学-数学] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(61871321,61901367,62101442) 国家科技重大专项(2016ZX03001016-004) 陕西自然科学基金(2020JQ-84) 陕西省教育厅专项科研计划(20JK0918) 陕西省教育厅服务地方专项(21JC032)。 

主　　题：边缘缓存 区块链 共识机制 内容共享 

摘      要：基于区块链的边缘缓存技术可以实现更大范围的内容共享并提高缓存内容的使用效率。针对不同运营商各自建设边缘设备,缓存内容相互隔离,难以共享信息的问题,该文提出一种基于联盟链的边缘缓存系统框架并设计了内容共享和交易流程,实现了不同运营商之间的内容共享。此外,为了降低高维缓存节点的共识开销,设计了基于内容缓存的部分实用拜占庭容错(pPBFT)共识机制,仅选取缓存相关内容的联盟链节点作为验证智能合约的执行节点。最后,将运营商内容共享所带来的收益进行量化并构建为最大化收益的优化问题。通过所提出的内容缓存算法,得到了最优缓存决策的闭式表达式和与内容流行度相关的最优缓存策略。仿真结果表明,在该框架中所提出的共识机制和缓存策略能够有效增加运营商的缓存收益。