基于命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的區(qū)塊鏈信息傳輸機制

劉江，霍如，李誠成，鄒貴今，黃韜，劉韻潔

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基于命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的區(qū)塊鏈信息傳輸機制

劉江1,2，霍如2，李誠成1,2，鄒貴今1,2，黃韜1,2，劉韻潔1,2

（1.北京郵電大學網(wǎng)絡(luò)與交換技術(shù)國家重點實驗室，北京 100876；2.北京工業(yè)大學北京未來網(wǎng)絡(luò)科技高精尖創(chuàng)新中心，北京 100124）

近年來關(guān)于區(qū)塊鏈的研究得到極大關(guān)注，然而基于TCP/IP的通信對這種大量數(shù)據(jù)內(nèi)容廣播模式的支撐并不充分。基于命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，設(shè)計全新的支持區(qū)塊鏈推送服務(wù)的節(jié)點模型和特殊的讀寫表過程，提出完善的信息傳輸機制，通過請求聚合和數(shù)據(jù)緩存減少網(wǎng)內(nèi)冗余流量并加速通信傳輸。同時給出基于本架構(gòu)的虛擬貨幣應(yīng)用實例，并通過仿真驗證本方案性能的優(yōu)勢，進一步展望未來相關(guān)的研究方向。

命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)；區(qū)塊鏈；信息推送；內(nèi)容廣播；反向讀寫表項

1 引言

2015年下半年，區(qū)塊鏈的概念迅速崛起，全球許多金融機構(gòu)和相關(guān)的IT企業(yè)掀起了一場在經(jīng)濟和互聯(lián)網(wǎng)方面區(qū)塊鏈技術(shù)帶來的商機熱潮。如果說互聯(lián)網(wǎng)是實現(xiàn)了信息的傳播，那么區(qū)塊鏈就是進一步實現(xiàn)了價值的轉(zhuǎn)移，可以說區(qū)塊鏈技術(shù)是互聯(lián)網(wǎng)后下一代發(fā)展的顛覆性技術(shù)之一。該技術(shù)將某個時間段內(nèi)的數(shù)據(jù)存儲在一個區(qū)塊內(nèi)，不同的區(qū)塊按照時間順序就形成了一個鏈狀結(jié)構(gòu)，同時使用非對稱密鑰和散列算法等密碼學方法加密這些信息數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的不可篡改和安全性，在沒有第三方信任機構(gòu)的情況下，全網(wǎng)也能達成共識和完全的信任，形成了一個去中心化的分布式數(shù)據(jù)庫。目前，區(qū)塊鏈技術(shù)不僅在金融行業(yè)體現(xiàn)了巨大的應(yīng)用前景，而且在大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等信息技術(shù)領(lǐng)域也有著互相影響的助力。

區(qū)塊鏈技術(shù)越火，應(yīng)用的范圍越廣，就對這個通信網(wǎng)絡(luò)的要求越高，從而保證其相關(guān)業(yè)務(wù)的性能。對于這種大量的數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中同步傳輸?shù)哪Ｊ剑藗兿Ｍ懈悠ヅ溥@種模式的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，來優(yōu)化區(qū)塊鏈技術(shù)相關(guān)業(yè)務(wù)的傳輸。現(xiàn)有的IP網(wǎng)絡(luò)需要2個主機端多次握手連接后才能進行后續(xù)數(shù)據(jù)分組的轉(zhuǎn)發(fā)，且就廣播而言，一個主機如果要將數(shù)據(jù)廣播給網(wǎng)絡(luò)中的所有個節(jié)點，就需要封裝個數(shù)據(jù)分組，分別發(fā)送給這個節(jié)點，造成統(tǒng)一數(shù)據(jù)的冗余傳輸，如果發(fā)生分組丟失現(xiàn)象，則更增加網(wǎng)絡(luò)的負擔。在未來網(wǎng)絡(luò)解決數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（NDN, named-data networking）一直是備受關(guān)注的重點研究架構(gòu)，它作為一個分布式的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，盡管沿用了IP網(wǎng)絡(luò)的沙漏模型，但是卻是以內(nèi)容名字作為“細腰”，實現(xiàn)了基于內(nèi)容命名的路由和轉(zhuǎn)發(fā)，更加符合用戶對互聯(lián)網(wǎng)的直觀使用方式。命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)請求聚合和內(nèi)容緩存的優(yōu)良特性，能夠為區(qū)塊鏈技術(shù)信息傳輸提供更好的加速服務(wù)并且減輕整個網(wǎng)絡(luò)的流量負載。

盡管命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)在屬性上符合解決區(qū)塊鏈技術(shù)信息傳輸問題的思路，但是目前區(qū)塊鏈技術(shù)是一種基于點對點的主動推送數(shù)據(jù)的通信模式，而命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)則是一種基于用戶主動請求從內(nèi)容源端拉取內(nèi)容的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。為了讓命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)能夠更好地支撐區(qū)塊鏈技術(shù)的相關(guān)業(yè)務(wù)，本文提出了一種新穎的基于命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的區(qū)塊鏈技術(shù)信息傳輸機制，在原有支持內(nèi)容分發(fā)業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上，引入了推送服務(wù)業(yè)務(wù)，改進了原有的命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模型，當節(jié)點收到請求分組后，首先判斷請求分組的業(yè)務(wù)類型，對于推送服務(wù)類型的業(yè)務(wù)，通過設(shè)計的推送服務(wù)待定興趣表來進行讀寫表處理，并且通過反向?qū)懕眄椀倪^程一次完成由推送方主動發(fā)起數(shù)據(jù)分組推送過程。在這種大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮^(qū)塊鏈技術(shù)相關(guān)業(yè)務(wù)中，本文提出的機制可以為這類實時性的推送業(yè)務(wù)提供加速服務(wù)，并減輕整個網(wǎng)絡(luò)重復的冗余流量傳輸。

2 區(qū)塊鏈技術(shù)

2.1 研究背景

區(qū)塊鏈由一系列根據(jù)時間順序生成的記錄交易數(shù)據(jù)的區(qū)塊（block）鏈接組合形成，構(gòu)成了系統(tǒng)內(nèi)所有節(jié)點共享的交易數(shù)據(jù)庫。通過區(qū)塊鏈技術(shù)形成存儲的數(shù)據(jù)具有不可篡改和無法偽造的時間戳，任何交易都有完整的證據(jù)鏈和可信任的追溯環(huán)節(jié)。區(qū)塊鏈技術(shù)起源于虛擬貨幣，2008年虛擬貨幣誕生，緊接著，2009年出現(xiàn)了序號為0的虛擬貨幣創(chuàng)世區(qū)塊，并與序號為1的區(qū)塊相連形成了鏈，標志著區(qū)塊鏈的誕生[1]。

區(qū)塊鏈的宗旨是要去中心化和實現(xiàn)匿名，建立自己系統(tǒng)內(nèi)公開的信任機制[2]。其信任機制建立在非對稱密碼學基礎(chǔ)上，系統(tǒng)使用者不需要了解對方基本信息即可進行可信任的價值交換，即在沒有中心機構(gòu)的情況下達成共識，提高了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)交易的效率。任何人在任何時間都能夠通過相同的技術(shù)在區(qū)塊鏈上錄入自己的信息，而區(qū)塊鏈在數(shù)據(jù)透明的基礎(chǔ)上對所有交易對象都是匿名存在的，一定程度上保證了私人信息的安全性。它不依賴第三方，而是通過自身分布式節(jié)點進行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的存儲、驗證、傳遞和交流，解決了傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)交易中基于信任而存在的第三方中介運營成本過大、網(wǎng)絡(luò)信息安全性不高的問題[3]。

區(qū)塊鏈技術(shù)是具有普適性的底層技術(shù)框架，目前，一般認為區(qū)塊鏈技術(shù)正處于2.0模式（可編程金融）的初期，眾多如智能合約、電子商務(wù)、證券交易、股權(quán)眾籌、物聯(lián)網(wǎng)和P2P借貸等各類基于區(qū)塊鏈技術(shù)的互聯(lián)網(wǎng)金融應(yīng)用相繼涌現(xiàn)，發(fā)展前景廣闊。未來區(qū)塊鏈將更多地應(yīng)用于如新型寬帶網(wǎng)絡(luò)、保險行業(yè)風險評估、藝術(shù)交易、法律公證、數(shù)字資產(chǎn)等生產(chǎn)、生活中的各個方面。

2.2 區(qū)塊鏈技術(shù)原理

區(qū)塊鏈技術(shù)是基于密碼學中橢圓曲線數(shù)字簽名算法（ECDSA）實現(xiàn)去中心化的點對點系統(tǒng)設(shè)計，將區(qū)塊以鏈的方式組合在一起形成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以參與者對全網(wǎng)交易記錄的事件順序和當前狀態(tài)建立共識為基礎(chǔ)，存儲有先后關(guān)系的、能在系統(tǒng)內(nèi)驗證的數(shù)據(jù)，并用密碼學保證這些數(shù)據(jù)不可篡改和不可偽造。區(qū)塊鏈技術(shù)原理如圖1所示，區(qū)塊鏈由一系列按時間順序排列的區(qū)塊組成，每個區(qū)塊由上個區(qū)塊的散列值與本區(qū)塊的內(nèi)容、時間戳、數(shù)字簽名和共識機制共同組成，對于不同的應(yīng)用來說，主要體現(xiàn)在存儲內(nèi)容和共識機制不同。

圖1 區(qū)塊鏈技術(shù)原理

區(qū)塊鏈的核心技術(shù)主要包括4個方面。

1) 區(qū)塊+鏈

區(qū)塊鏈改進了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，將數(shù)據(jù)分成若干區(qū)塊，每個區(qū)塊記錄著它被創(chuàng)建期間發(fā)生的所有交易活動信息，這些區(qū)塊按照時間的先后順序鏈接在一起，形成一個完整且不可篡改的交易數(shù)據(jù)庫，并被系統(tǒng)內(nèi)的所有節(jié)點共享。

2) 非對稱加密算法和授權(quán)技術(shù)

區(qū)塊鏈技術(shù)的密鑰對中的公鑰全網(wǎng)公開，所有人都可以用自己的公鑰來加密一段內(nèi)容，驗證內(nèi)容的真實性；私鑰只有信息擁有者可知，被加密的內(nèi)容只有通過相應(yīng)的私鑰才能解密，保證內(nèi)容的安全性。在區(qū)塊鏈應(yīng)用的交易中，公鑰加密交易信息，私鑰解密交易信息；同時私鑰對信息簽名，公鑰驗證簽名，通過公鑰簽名驗證信息可以確認該交易信息是否由私鑰持有人發(fā)出。整個過程中，交易信息是透明公開的，但賬戶信息采用純數(shù)學方式高度加密，實現(xiàn)交易匿名，保證隱私安全。

3) 共識機制

由于點對點網(wǎng)絡(luò)下存在較高的網(wǎng)絡(luò)時延，各個節(jié)點所觀察到的事務(wù)先后順序不可能完全一致，因此，區(qū)塊鏈技術(shù)需要一種機制使所有通信節(jié)點對于在差不多時間內(nèi)發(fā)生的事務(wù)的先后順序達成共識。這種對一個時間窗口內(nèi)事務(wù)的先后順序達成一致的算法被稱為共識機制。常用的共識算法類別有工作量證明（POW）、權(quán)益證明（POS）、代議制權(quán)益證明（DPOS）和過去時間證明（POeT）等。

4) 腳本

一個腳本本質(zhì)上是眾多指令的列表，具有可編程性，這些指令記錄著每一次價值交換活動中，交易雙方進行交易需要滿足的附加條件，而在去中心化的環(huán)境下，所有的協(xié)議都需要提前取得共識，而腳本的引入就使區(qū)塊鏈技術(shù)能有機會去處理一些系統(tǒng)中無法預見到的交易模式，增加了該技術(shù)的實用性。

2.3 區(qū)塊鏈技術(shù)優(yōu)勢及需求

區(qū)塊鏈技術(shù)與金融市場應(yīng)用有很高的契合度，R3CEV、納斯達克等各金融機構(gòu)相繼投入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)的研發(fā)中。區(qū)塊鏈在很大程度上實現(xiàn)了金融脫媒，這對第三方支付、資金托管等存在中介機構(gòu)的商業(yè)模式來說是顛覆性的變革[1]；基于區(qū)塊鏈的智能寬帶網(wǎng)絡(luò)也正致力于從集中式轉(zhuǎn)變?yōu)榉植际剑构蚕淼臎]有信任關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點實現(xiàn)安全的信息傳輸[4]；在醫(yī)療方面，區(qū)塊鏈的非對稱加密技術(shù)可以使健康數(shù)據(jù)被更好地保護起來，防止非正常泄露帶來的嚴重后果，便于建立一個全人類安全的健康數(shù)據(jù)庫；而且在如今發(fā)展迅速的物流供應(yīng)領(lǐng)域，區(qū)塊鏈技術(shù)能為供應(yīng)鏈中的物流信息提供認證服務(wù)，通過區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)庫的源頭追蹤功能就可以很快地找到問題所在，實時追蹤商品流轉(zhuǎn)信息，實現(xiàn)全透明消費[5]。可以預見，未來區(qū)塊鏈技術(shù)將更多地被應(yīng)用到人們生活的方方面面。

可以看出，區(qū)塊鏈的推廣日益增長，隨著區(qū)塊鏈應(yīng)用的不斷普及，更多的數(shù)據(jù)會在網(wǎng)絡(luò)中傳輸，為了給用戶提供更好的體驗并且保證應(yīng)用業(yè)務(wù)的實時性，如何保證高效良好的區(qū)塊鏈信息傳輸成為未來一個值得研究的問題。在這個問題的研究過程中，要充分考慮到支持分布式網(wǎng)絡(luò)、支持點對點通信、支持內(nèi)容推送、很好地支持內(nèi)容廣播、更好地緩解網(wǎng)絡(luò)信息傳輸壓力等特征。

3 命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)

3.1 研究背景

隨著內(nèi)容的增多和終端設(shè)備不斷地加入，互聯(lián)網(wǎng)逐漸由一個傳統(tǒng)的端到端通信網(wǎng)絡(luò)向一個分布式內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的方向發(fā)展。由于在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下，IP地址數(shù)量是有限的，這將越來越難以滿足日益增多的互聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備，同時基于端到端連接的通信模式將會導致路由條目的急劇增多，增大骨干網(wǎng)的流量壓力，原有的“細腰”IP層將會成為限制網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容增長、接入設(shè)備增多以及網(wǎng)絡(luò)流量增加的瓶頸。

命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)借鑒并保留了原有TCP/IP網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)的沙漏模型，但NDN在沙漏模型的“細腰”部位采用了內(nèi)容塊（content chunk），也就是將網(wǎng)絡(luò)中的內(nèi)容資源等信息與IP地址之間的關(guān)系解耦，轉(zhuǎn)而與內(nèi)容的命名綁定，將網(wǎng)絡(luò)的關(guān)注點從“在哪里”轉(zhuǎn)變成“是什么”，適應(yīng)了當前互聯(lián)網(wǎng)對內(nèi)容需求不斷增加的趨勢。NDN屬于信息中心網(wǎng)絡(luò)（ICN, information-centric networking）中分布式架構(gòu)的代表，即NDN中的每一個節(jié)點都擁有全網(wǎng)的狀態(tài)信息，可以獨立地實現(xiàn)路由計算、路由選擇以及轉(zhuǎn)發(fā)。此外，ICN體系中還有集中式架構(gòu)，主要有面向數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)[6]、發(fā)布/訂閱式網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)[7,8]等，這些架構(gòu)以集中式路由選擇策略為核心，由網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)收集全網(wǎng)狀態(tài)信息并實現(xiàn)路由計算和路由選擇。在經(jīng)歷概念提出、協(xié)議棧定義、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計以及命名鏈路狀態(tài)路由協(xié)議[9]的設(shè)計之后，目前，NDN項目組將研究的重點放在NDN轉(zhuǎn)發(fā)守護進程[10,11]上，并且基于上述的研究完成了一張全球范圍的NDN試驗床的搭建工作，并在不斷地更新與維護。

此外，學術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界也在積極地將NDN與物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等概念進行結(jié)合，希望將NDN內(nèi)容分發(fā)的優(yōu)勢運用到現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)中。

3.2 命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信模型

NDN中交互的分組分為2類，分別是Interest（請求）分組和Data（數(shù)據(jù)）分組。NDN作為請求方驅(qū)動的網(wǎng)絡(luò)，Interest分組是由內(nèi)容請求方向內(nèi)容源發(fā)出的、用于請求相應(yīng)內(nèi)容的請求分組；Data分組則是由內(nèi)容源或內(nèi)容緩存節(jié)點返回的內(nèi)容。命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)單個節(jié)點通信流程如圖2所示，每個NDN節(jié)點都包含3種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，分別是內(nèi)容緩存庫（CS, content store）、待定興趣表（PIT, pending interest table）和轉(zhuǎn)發(fā)信息表（FIB, forwarding information base）[12]。CS用于緩存節(jié)點收到的數(shù)據(jù)分組內(nèi)容，相同的內(nèi)容請求可能會在路由器節(jié)點得到快速及時的響應(yīng)，從而減少了內(nèi)容請求對于內(nèi)容源的訪問次數(shù)并避免冗余流量的重復傳輸。PIT用于記錄已經(jīng)轉(zhuǎn)發(fā)出去但未被響應(yīng)的請求分組的內(nèi)容名及其來源的接口，PIT可以讓經(jīng)過一個節(jié)點并請求具有相同內(nèi)容請求分組匯聚在一個表項中，這個過程僅轉(zhuǎn)發(fā)一個該請求分組，返回的數(shù)據(jù)分組按照PIT的指示，沿請求分組轉(zhuǎn)發(fā)的路徑反向返回，準確到達請求方。FIB類似于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中的FIB，都是依靠路由協(xié)議生成，記錄著當前節(jié)點通往內(nèi)容源或內(nèi)容緩存節(jié)點的下一跳接口，是節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)請求分組的依據(jù)。

圖2 命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)單個節(jié)點通信流程

因此，NDN的通信流程可以分成2種情況，如圖3所示。

圖3 命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)全網(wǎng)通信流程

1) 當NDN節(jié)點收到一個請求分組時，首先檢查CS中是否有請求分組所需請求的內(nèi)容，若有，則將內(nèi)容從請求分組到來的端口轉(zhuǎn)發(fā)回請求方；若沒有，則檢查PIT中是否已經(jīng)記錄著所請求的內(nèi)容名，若已有記錄，說明已經(jīng)有請求相同內(nèi)容的請求分組經(jīng)過該節(jié)點并轉(zhuǎn)發(fā)出去，此時，只需要將當前請求分組到來的端口記錄到PIT中即可；若PIT中無匹配的表項，則在PIT中添加完整的表項并基于FIB和轉(zhuǎn)發(fā)策略將請求分組向內(nèi)容源方向進行轉(zhuǎn)發(fā)。

2) 當NDN節(jié)點收到一個數(shù)據(jù)分組時，首先通過最長前綴匹配的方式找到匹配的PIT，并將數(shù)據(jù)分組按照匹配表項給出的端口向請求方轉(zhuǎn)發(fā)；若沒有匹配的PIT，說明當前節(jié)點以及相關(guān)的請求方不需要該數(shù)據(jù)分組中的內(nèi)容，則丟棄該數(shù)據(jù)分組。每當NDN節(jié)點收到并轉(zhuǎn)發(fā)一個數(shù)據(jù)分組，都會將PIT中匹配的表項刪除，同時將數(shù)據(jù)分組中的內(nèi)容緩存在該節(jié)點的CS中。

由于NDN的每一個數(shù)據(jù)分組自身都攜帶著命名前綴和簽名，內(nèi)容的請求和獲取與請求方、發(fā)布方的身份以及位置都沒有關(guān)系，因此，通過緩存內(nèi)容的方式可就近響應(yīng)內(nèi)容的請求，不僅可以減少請求與響應(yīng)之間的時間間隔，減輕請求對內(nèi)容源服務(wù)器的訪問壓力，同時在出現(xiàn)分組丟失時，可以向最近的緩存節(jié)點請求并獲取內(nèi)容，而不需要再次向遠處的服務(wù)器請求，在多播和請求重傳場景下的內(nèi)容轉(zhuǎn)發(fā)性能得以提升[12]。與TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中需要事先建立端到端連接的緩存機制不同，NDN中內(nèi)容的請求和獲取不依賴于端到端連接的傳輸模式，而是一種內(nèi)容分發(fā)式的查找與傳輸。如圖3所示，當查找最近的緩存節(jié)點沒有相應(yīng)可用的緩存內(nèi)容時，請求分組會最終到達內(nèi)容源服務(wù)器（過程①和②）。若發(fā)現(xiàn)節(jié)點緩存有可用的內(nèi)容時，緩存節(jié)點會就近響應(yīng)請求，并將內(nèi)容返回給請求方（過程③和④）。

3.3 命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢

作為一個請求方驅(qū)動的內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)，NDN具有網(wǎng)內(nèi)緩存機制，可以加速內(nèi)容數(shù)據(jù)的同步；并且NDN關(guān)注的是內(nèi)容本身，NDN分組結(jié)構(gòu)可以將數(shù)據(jù)安全細化到分組層面，即對每一個分組進行簽名和驗證，很好地細化了安全粒度并保證安全性；同時鏈路狀態(tài)與緩存內(nèi)容狀態(tài)保持一致性，基于命名數(shù)據(jù)鏈路狀態(tài)路由協(xié)議（NLSR, named-data link state routing protocol），不僅可以保證NDN中各節(jié)點鏈路狀態(tài)的全網(wǎng)一致性，同時可以保證NDN各節(jié)點緩存內(nèi)容狀態(tài)的一致性，即運行NLSR的NDN中的任意一個NDN節(jié)點，通過維持一個鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫（LSDB, link state database），可以知道某個內(nèi)容的內(nèi)容源和內(nèi)容緩存節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中的位置以及如何到達這部分節(jié)點。

區(qū)塊鏈技術(shù)作為一個去中心化的分布式數(shù)據(jù)廣播通信模式，在解決其信息傳輸問題方面，如果采用NDN模型，將有以下優(yōu)勢。

1) NDN的網(wǎng)內(nèi)緩存機制可以緩解新區(qū)塊全網(wǎng)同步在IP網(wǎng)絡(luò)端到端連接產(chǎn)生的大量通信開銷，還可以減少訪問區(qū)塊所在節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)流量，避免網(wǎng)絡(luò)擁塞，同時加快區(qū)塊同步的速度。

2) NDN基于名字的路由和轉(zhuǎn)發(fā)，在安全隱私方面相對于現(xiàn)在的IP網(wǎng)絡(luò)是一個很大的優(yōu)勢，與區(qū)塊鏈“隱藏交易各方信息，公開交易內(nèi)容”的設(shè)計思想高度吻合。

3) NDN中鏈路狀態(tài)與緩存內(nèi)容狀態(tài)的一致性，可以滿足區(qū)塊鏈技術(shù)需要全網(wǎng)各節(jié)點備份相同的區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的需求一致。同時也是去中心化的表現(xiàn)，符合區(qū)塊鏈技術(shù)的設(shè)計思路。

4 基于命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的區(qū)塊鏈信息傳輸架構(gòu)

傳統(tǒng)的命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)是基于用戶“分發(fā)”（pull）的模式來完成通信過程的，即用戶會主動在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)起對數(shù)據(jù)對象的請求分組，再通過路由器節(jié)點的路由和轉(zhuǎn)發(fā)，將該請求分組送達內(nèi)容源，進而獲取到用戶的數(shù)據(jù)對象。然而，對于區(qū)塊鏈技術(shù)而言，其應(yīng)用場景都是基于點對點傳輸?shù)膶崟r通信，即每個通信節(jié)點主動將自己產(chǎn)生的數(shù)據(jù)對象“推”（push）送給對應(yīng)應(yīng)用場景里的所有其他通信節(jié)點。因此，如果人們基于命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)來解決區(qū)塊鏈信息傳輸?shù)膯栴}，就需要命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)也支持這種用戶訂閱的模式，通信節(jié)點僅會將其本身產(chǎn)生的數(shù)據(jù)對象推送給已知的訂閱用戶（即應(yīng)用場景中的其他點對點通信節(jié)點）。

因此，在基于命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的區(qū)塊鏈信息傳輸架構(gòu)中，人們?nèi)匀辉诩嫒菝麛?shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有通信模式（即保留其支持分發(fā)服務(wù)的特征）的情況下，同時增加其支持推送服務(wù)的能力。通過構(gòu)造特殊的請求分組格式，觸發(fā)通信節(jié)點將其產(chǎn)生的數(shù)據(jù)對象推送給應(yīng)用場景內(nèi)的所有其他目標通信節(jié)點。

對于區(qū)塊鏈應(yīng)用場景的每個通信節(jié)點（用戶終端或服務(wù)器）在命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境中，如果想接收到產(chǎn)生數(shù)據(jù)對象的節(jié)點“推”送的數(shù)據(jù)對象，就需要所有的通信節(jié)點定期向網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送請求分組，這部分請求分組的類型即控制信令類型，路由建立算法如算法1所示，用于表達自身節(jié)點的活躍狀態(tài)（繼續(xù)參與被動推送和主動請求的應(yīng)用場景或退出該應(yīng)用場景）。如果請求分組中節(jié)點表達自身為活躍狀態(tài)，則路由器中相應(yīng)添加此條路由項，再轉(zhuǎn)發(fā)到下一路由器重復上述過程；如果請求分組中節(jié)點表達自身為退出狀態(tài)，則路由器刪除相應(yīng)的路由項。接收到該種請求分組的節(jié)點再繼續(xù)響應(yīng)一個表明已添加該節(jié)點到接收“推”送信息聯(lián)系人列表或已刪除該聯(lián)系人的數(shù)據(jù)分組。因此，命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的路由器就是根據(jù)節(jié)點發(fā)送的請求分組帶有的信息來建立整個網(wǎng)絡(luò)中的初始路由，便于后續(xù)通信的路由和轉(zhuǎn)發(fā)。

算法1 基于命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的區(qū)塊鏈信息傳輸架構(gòu)節(jié)點路由建立算法

1) /*判斷請求分組類型*/

if 請求分組類型 = 控制信令類型then

goto 3)

2) /*非控制信令類型請求分組處理*/

if 請求分組類型 = 推送服務(wù)類型then

查詢PPIT處理

else /*請求分組類型 = 內(nèi)容分發(fā)類型*/

查詢PIT處理

goto 4)

3) /* 區(qū)塊鏈應(yīng)用場景驅(qū)動節(jié)點動態(tài)路由表建立*/

if 通信節(jié)點狀態(tài) = positive then

if FIB中不存在該通信節(jié)點信息then

在FIB中添加該通信節(jié)點名字和請求分組來的端口號

else /* FIB中存在該通信節(jié)點信息*/

goto 5)

else /*通信節(jié)點狀態(tài) = negative*/

在FIB中刪除該通信節(jié)點名字和請求分組來的端口號

goto 5)

4) 根據(jù)FIB轉(zhuǎn)發(fā)請求分組到下一節(jié)點

exit

5) 控制信令請求分組轉(zhuǎn)發(fā)到下一節(jié)點

在基于命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的區(qū)塊鏈信息傳輸架構(gòu)的設(shè)計中，將區(qū)分“推”送類型的請求服務(wù)和“分發(fā)”類型的請求服務(wù)。因此，在原有命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊的原型基礎(chǔ)上，增加推送服務(wù)待定興趣表（PPIT），用于記錄實時“推”送類型服務(wù)的請求分組信息，而待定興趣表（PIT）仍然只負責記錄非實時“分發(fā)”類業(yè)務(wù)的請求分組信息。PPIT的功能類似于PIT，負責指導數(shù)據(jù)分組“回傳”的路徑，需要在請求分組發(fā)的過程中記錄下請求的“推”送內(nèi)容名和數(shù)據(jù)分組回傳應(yīng)該經(jīng)過的端口號。考慮到“推”送類型業(yè)務(wù)主動將自己產(chǎn)生的數(shù)據(jù)內(nèi)容“推”送給應(yīng)用場景中的其他通信節(jié)點的特征，為了減少交互次數(shù)，提高鏈路利用率并減小內(nèi)容傳輸時延，通過“推”送方主動發(fā)送的請求分組來構(gòu)造一個假的接收方發(fā)來的對該“推”送內(nèi)容的請求，建立一個反向的寫待定興趣表過程，如算法2所示，這樣不需要接收方請求就可以將內(nèi)容推送過去。同時考慮到實時類業(yè)務(wù)的持續(xù)推送，避免對同一內(nèi)容的后續(xù)內(nèi)容塊再重復發(fā)送請求分組或數(shù)據(jù)分組造成時延、體驗差等問題，在數(shù)據(jù)回傳的過程中，PPIT將不會刪除已完成記錄條目，同時會增加記錄數(shù)據(jù)分組序列號的功能。具體通信流程如圖4所示。

算法2 “推”送類型業(yè)務(wù)PPIT建立算法

1) /*判斷請求分組類型*/

if 請求分組類型 = push類then

goto 2)

else /*請求分組類型 = pull類*/

執(zhí)行PIT表建立過程

exit

2) /*推送方主動發(fā)送特殊請求分組，建立PPIT*/

if PPIT中不存在該待推送內(nèi)容信息then

PPIT記錄推送內(nèi)容名字

/*構(gòu)造反向的寫待定興趣表過程*/

PPIT記錄從本節(jié)點發(fā)送出去的端口號到相應(yīng)的入端口表項中

/*記錄時間戳，便于區(qū)分同一數(shù)據(jù)內(nèi)容的不同的內(nèi)容塊*/

PPIT記錄數(shù)據(jù)對象序列號

else /* PPIT中存在該待推送內(nèi)容信息，判斷該請求分組出端口號和入端口號是否匹配*/

if out port = in port then

exit

else

記錄出端口號在入端口表項中

當有請求分組到達時，首先在內(nèi)容緩存器CS中查找是否已經(jīng)緩存該內(nèi)容，若有則直接返回該內(nèi)容數(shù)據(jù)分組，否則判定該請求分組的類型。若為區(qū)塊鏈應(yīng)用（即推送類型）請求分組，則查詢推送服務(wù)待定興趣表PPIT，如果該請求內(nèi)容的名字已經(jīng)在PPIT中存在，則相應(yīng)地進行寫反向待定興趣表過程；如果該請求內(nèi)容的名字在PPIT中不存在，則相應(yīng)地添加該請求分組全部信息條目（內(nèi)容名字、寫反向待定興趣表入端口表項端口號、推送內(nèi)容序列號），再通過路由信息表進行路由轉(zhuǎn)發(fā)到下一節(jié)點。如果判定該請求分組類型為分發(fā)類服務(wù)請求分組，則按照常規(guī)的待定興趣表PIT操作進行處理。而在數(shù)據(jù)分組處理的過程中，首先判斷數(shù)據(jù)分組的類型，如果是分發(fā)類業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)分組，則按照常規(guī)的命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)流程處理；如果是區(qū)塊鏈業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)分組，則在相應(yīng)的PPIT中進行查詢，若數(shù)據(jù)分組中的內(nèi)容序列號不小于PPIT中對應(yīng)條目的序列號，則按照PPIT中記錄的端口號進行轉(zhuǎn)發(fā)，表明該數(shù)據(jù)分組中包含的是其他用戶實時請求的當前最新產(chǎn)生的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)或者相應(yīng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)后續(xù)內(nèi)容塊的持續(xù)推送；若數(shù)據(jù)分組中的內(nèi)容序列號小于PPIT中對應(yīng)條目的序列號，盡管該數(shù)據(jù)分組也是推送類型的，但是卻不是實時業(yè)務(wù)，則通過PIT進行下一步的處理。

圖4 基于命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的區(qū)塊鏈信息傳輸通信流程

盡管這里增加了新的表結(jié)構(gòu)，但是通過反向?qū)懘ㄅd趣表的過程，使支持推送類型業(yè)務(wù)的NDN仍然只需發(fā)送一次請求就可以對應(yīng)獲得一個數(shù)據(jù)分組，這意味著建立新表本身不會帶來附加的分組開銷。事實上，引入新表增加的是路由器的處理能力，要求路由器在收到請求分組時，首先分析分組類型，一方面基于現(xiàn)有硬件的發(fā)展能力，另一方面基于NDN本身的以數(shù)據(jù)命名的思想和方式，所以這并不會給路由器的處理過程增加太多的復雜度，就能實現(xiàn)新的業(yè)務(wù)支撐能力。

5 基于命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的區(qū)塊鏈信息傳輸實例/應(yīng)用場景

正如第2節(jié)所述，隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的不斷發(fā)展，其衍生出多種形態(tài)，包括公有鏈、私有鏈、聯(lián)盟鏈和側(cè)鏈。結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)目前主要的應(yīng)用趨勢，本節(jié)主要以公有鏈的形式為代表，詳細介紹虛擬貨幣這種基于區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用場景是如何在本文提出的基于命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的區(qū)塊鏈信息傳輸架構(gòu)之上實現(xiàn)通信和交易過程的。

虛擬貨幣作為一個典型的公有鏈形式，是區(qū)塊鏈技術(shù)最早且最有代表性的應(yīng)用場景。在基于命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的區(qū)塊鏈信息傳輸架構(gòu)之上部署的虛擬貨幣應(yīng)用場景如圖5所示。當用戶A使用虛擬貨幣向商家Z付款完成一筆交易時，首先A發(fā)送正常的請求分組給Z獲取Z的收款地址（該地址用于存放虛擬貨幣），Z收到該請求分組后創(chuàng)建一個新地址用于接收A的款項，并將該地址通過數(shù)據(jù)分組回傳給A。A收到Z的數(shù)據(jù)分組后，在自己的“錢包”（包含多個虛擬貨幣地址）中選擇付款地址，并用相應(yīng)的私鑰（每個地址對應(yīng)一個私鑰）加密該筆交易申請。這里假定參與虛擬貨幣交易的礦工為圖5中所示的礦工C~礦工G，用戶A已經(jīng)添加礦工C~礦工G為自己的聯(lián)系人列表。此時用戶A發(fā)送push類型請求分組給所有聯(lián)系人列表成員（包括所有的礦工和商家Z），網(wǎng)絡(luò)中的路由器節(jié)點進行反向?qū)慞PIT過程，構(gòu)造一種所有礦工和商家Z向用戶A共同發(fā)起對該筆交易申請的請求分組的“假象”，然后用戶A將該筆交易申請以push類型數(shù)據(jù)分組的形式發(fā)送出去，網(wǎng)絡(luò)中的路由器節(jié)點根據(jù)PPIT中記錄的信息轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)分組到所有虛擬貨幣應(yīng)用場景中的通信節(jié)點。礦工C~礦工G收到數(shù)據(jù)分組后，使用相應(yīng)的公鑰驗證該筆交易的合法性，將一段時間內(nèi)的交易數(shù)據(jù)打包成一個新的交易塊，計算新的散列值，從而形成新的賬本，最先計算出符合規(guī)則的散列值的礦工（比如礦工D），會獲得虛擬貨幣獎勵，包含在這個新的區(qū)塊中，礦工D同樣發(fā)送push類型請求分組給所有其他礦工，建立PPIT之后，D再發(fā)送它計算好的區(qū)塊以push類型數(shù)據(jù)分組形式給其他礦工，以記錄下這筆交易，保證交易生效和賬本不可篡改。

在這個過程中，賬本中每個區(qū)塊都會在網(wǎng)絡(luò)路由器節(jié)點中緩存下來，便于后續(xù)新加入虛擬貨幣應(yīng)用中的任何人來獲取區(qū)塊，存儲完整的賬本或去加入驗證交易的礦工行列，減少用戶獲取數(shù)據(jù)的時延并且更好地保證用戶體驗。同時，基于命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)特有的路由器PIT和本文提出的PPIT結(jié)構(gòu)和設(shè)計，請求分組具有聚合的特征，避免了數(shù)據(jù)分組大量的重復傳輸，緩解了網(wǎng)絡(luò)的壓力，更適合未來內(nèi)容量和數(shù)據(jù)傳輸量大幅度增加的場景。

圖5 在基于命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的區(qū)塊鏈信息傳輸架構(gòu)中部署虛擬貨幣應(yīng)用場景

6 仿真結(jié)果與分析

命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)基于名字路由、路由器PIT聚合特征、路由器緩存能力的設(shè)計原理，能夠天然支持多播和廣播，相比IP網(wǎng)絡(luò)基于端到端的連接通信設(shè)計相比，可以在一定程度上減少網(wǎng)絡(luò)流量的冗余、擁塞和傳輸?shù)拈_銷，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能。這里采用如圖5所示的應(yīng)用場景，采用一個典型的星型拓撲連接一個用戶、一個商家和5個礦工，在規(guī)定的7×104s時間內(nèi)由用戶A向商家Z發(fā)起100筆交易，5個礦工配有相同且充足的計算和存儲能力，假定每個區(qū)塊數(shù)據(jù)分組的固定大小為1 MB。

如圖6所示，隨著時間的變化，交易不斷發(fā)生，每發(fā)生一筆交易，由礦工進行驗證和記賬，生成區(qū)塊，一般一個區(qū)塊的生成平均大概在10~15 min左右。對于不同的網(wǎng)絡(luò)而言，由于通信模式的不同，區(qū)塊鏈信息在傳輸過程中會有不同的通信開銷，如圖7所示，由于命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計充分支持多播，基于命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的區(qū)塊鏈信息傳輸相比基于IP網(wǎng)絡(luò)的區(qū)塊鏈信息傳輸可以降低網(wǎng)內(nèi)流量達到17%左右。

圖6 規(guī)定時間內(nèi)形成區(qū)塊鏈的區(qū)塊數(shù)目變化

圖7 形成區(qū)塊鏈過程中網(wǎng)絡(luò)中流量占比統(tǒng)計結(jié)果

7 未來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與區(qū)塊鏈技術(shù)研究展望

綜上所述，本文提出的改進的命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)模式在解決區(qū)塊鏈信息傳輸問題上有明顯優(yōu)勢，源端可以主動推送數(shù)據(jù)內(nèi)容給所有的接收方，并且利用NDN聚合的特性，一份數(shù)據(jù)可以通過分叉的方式發(fā)送給所有的接收方，數(shù)據(jù)發(fā)送失敗或再次被請求都可能在路由器中得到命中，可以很好地支撐基于區(qū)塊鏈技術(shù)的各類交易記賬型應(yīng)用，從通信的角度看，保證這些業(yè)務(wù)具有更好的實時性。盡管命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)對于區(qū)塊鏈技術(shù)的通信問題可以提供很好的解決方案，但是仍然希望可以使更多有前景的未來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與區(qū)塊鏈技術(shù)進行融合，讓未來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和區(qū)塊鏈技術(shù)更好地服務(wù)彼此，進一步推廣應(yīng)用。

軟件定義網(wǎng)絡(luò)是目前應(yīng)用最為廣泛的未來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之一，通過控制平面和數(shù)據(jù)平面的分離，能夠通過中央控制器以全局的視角智能化地管理整個網(wǎng)絡(luò)。而在區(qū)塊鏈的分類中，包括公有鏈、聯(lián)盟鏈和私有鏈等，它們各自具有不同的去中心化程度，企業(yè)級的聯(lián)盟鏈和用戶級的私有鏈算是部分去中心化的模式，少數(shù)級別較高的用戶系統(tǒng)甚至具有修改或者讀取其他普通用戶系統(tǒng)的能力。例如，在智能電網(wǎng)的應(yīng)用中，普通用戶不僅可以消耗電能，也可以產(chǎn)生電能并把自產(chǎn)的電能賣給其他用戶，這些普通用戶的交易可以通過區(qū)塊鏈技術(shù)來完成共享賬本的建立，同時在電網(wǎng)級的私有鏈中需要有更高級別的管理系統(tǒng)，結(jié)合軟件定義網(wǎng)絡(luò)集中管控的能力，可以實現(xiàn)對整個電網(wǎng)進行全局實時監(jiān)管。因此，在未來的研究中，可以從區(qū)塊鏈技術(shù)（私有鏈）和軟件定義網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的角度去考慮如何加速智能業(yè)務(wù)的快速部署和實現(xiàn)。

隨著互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的不斷壯大及其使用的普及化，復雜多樣的信息內(nèi)容源源不斷地產(chǎn)生，因此，“大數(shù)據(jù)”這一概念是在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展到一定的階段自然呈現(xiàn)出來的現(xiàn)象和特征。而如果想讓這些大數(shù)據(jù)產(chǎn)生出更多真實的價值，就涉及方方面面諸如隱私安全權(quán)益等的問題。為了讓大數(shù)據(jù)發(fā)揮其更大的價值，未來可以利用區(qū)塊鏈這種具有高可信任性、安全性和不可篡改性的特征來解決這一問題。例如區(qū)塊鏈技術(shù)中采用非對稱加密技術(shù)和散列加密算法能夠保證數(shù)據(jù)私密性，可以杜絕數(shù)據(jù)共享中的信息安全問題，大數(shù)據(jù)在被利用的同時又不會暴露數(shù)據(jù)來源的任何個人信息。同時區(qū)塊鏈技術(shù)作為基于全網(wǎng)共識的特殊數(shù)據(jù)庫能夠保證數(shù)據(jù)的不可篡改。如此，在未來的研究中，可以從區(qū)塊鏈技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)結(jié)合的角度展開研究，讓大數(shù)據(jù)的角色更加活躍起來。

8 結(jié)束語

本文簡要綜述了區(qū)塊鏈技術(shù)和命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的原理并詳細分析了各自的特征、優(yōu)勢以及應(yīng)用前景。基于充分的研究并針對區(qū)塊鏈技術(shù)信息傳輸問題，提出了一種基于命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的區(qū)塊鏈信息傳輸?shù)募軜?gòu)，改進了原有的僅支持用戶“分發(fā)”模式的命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)模型，設(shè)計了新的增加支持源端“推”送模式的節(jié)點模型和特殊的寫表項過程，使區(qū)塊鏈技術(shù)在命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上的部署達到了更好的契合度。同時，就虛擬貨幣場景，給出了完整的基于本文提出架構(gòu)的應(yīng)用場景實例，有助于更好地理解本架構(gòu)的實施原理，并且通過仿真驗證本方案的性能優(yōu)勢。最后，就未來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與區(qū)塊鏈技術(shù)彼此推動的一些領(lǐng)域給出一定的研究展望，并將進一步展開研究工作。

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Information transmission mechanism of Blockchain technology based on named-data networking

LIU Jiang1,2, HUO Ru2, LI Chengcheng1,2, ZOU Guijin1,2, HUANG Tao1,2, LIU Yunjie1,2

1. State Key Laboratory of Networking and Switching Technology, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China 2. Beijing Advanced Innovation Center for Future Internet Technology, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China

Recent researches on blockchain have been greatly concerned by academia and industry, while the communication based on TCP/IP protocol was not enough for broadcasting a large volume of data in blockchain technology. Therefore, a novel node model supporting push service for blockchain technology and a special procedure reading-writing the table of the node model were designed based on the named-data networking, which was a distributed network architecture supporting data transmission naturally. And then the information transmission architecture of blockchain technology via named-data networking was proposed. With the aggregation of the requests and data caching, this architecture could reduce the traffic redundancy and accelerate the communication speed. Meanwhile, a use case of bitcoin based on the proposed architecture was given, in order to better understand the architecture. A numerical simulation was used to verify the performance advantages of the proposed scheme. In addition, some related future research directions were presented.

named-data networking, blockchain, information pushing, content broadcasting, read and write the table entry reversely

TP302

A

10.11959/j.issn.1000-436x.2018005

劉江（1983-），男，河南鄭州人，博士，北京郵電大學副教授，主要研究方向為網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)虛擬化、軟件定義網(wǎng)絡(luò)、信息中心網(wǎng)絡(luò)等。

霍如（1988-），女，黑龍江哈爾濱人，博士，北京工業(yè)大學講師，主要研究方向為計算機網(wǎng)絡(luò)、信息中心網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)緩存策略與算法等。

李誠成（1989-），男，河北石家莊人，北京郵電大學博士生，主要研究方向為軟件定義網(wǎng)絡(luò)、信息中心網(wǎng)絡(luò)、5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)等。

鄒貴今（1993-），男，廣東揭西人，北京郵電大學碩士生，主要研究方向為信息中心網(wǎng)絡(luò)、計算機網(wǎng)絡(luò)。

黃韜（1980-），男，重慶人，博士，北京郵電大學教授，主要研究方向為路由與交換、軟件定義網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)等。

劉韻潔（1943-），男，山東煙臺人，中國工程院院士，北京郵電大學教授，主要研究方向為未來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)融合與演進等。

2017-04-20；

2017-12-21

國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（“863”計劃）基金資助項目（No.2015AA016101）；北京市科技新星基金資助項目（No.Z151100000315078）；信息網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域開源平臺及技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略基金資助項目（No.2016-XY-09）；我國未來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、平臺、體制創(chuàng)新戰(zhàn)略研究基金資助項目（No.2013-ZX-04）

: The National High Technology Research and Development Program of China (863 Program) (No.2015AA016101), Beijing New-Star Plan of Science and Technology (No.Z151100000315078), Open Source Platform and Technology Development Strategy of Information and Networks Foundation (No.2016-XY-09), Research on Future Network Technology, Platform and System Innovation Strategy Foundation of China (No.2013-ZX-04)