基于区块链的算力并网交易平台研究

先进计算产业发展联盟2023年12月 研究报告要点 本课题分析了当前算力交易平台的发展现状，总结了算力用户的需求，包括交易效率、交易模式、激励机制、资源调度机制、可监管、数据隐私安全以及行业标准等。针对以上需求，本课题需要研究的关键技术包括区块链、跨链技术、异构联盟链监管技术、数据访问控制、可信交易技术、隐私保护、智能合约、激励机制、资源调度、前沿密码学方法等。本课题的研究内容主要包括（1）基于区块链的算力交易技术；（2）算力交易激励与资源调度机制；（3）面向监管友好的算力交易数据隐私安全。研究目标是构建面向算力并网的高性能区块链算力交易平台，实现高效的算力交易方法、安全灵活的交易模式、多维度激励机制、合理的资源调度、可监管以及符合行业标准的技术方案。 研究单位：浪潮电子信息产业股份有限公司、中国移动研究院、天翼云科技有限公司、中国信息通信研究院课题参加人：赵雅倩、张闯、陈燕军、安雨顺、林群阳、刘陆阳、孙丽明、王翰华、黄璜完成日期：2023年12月 目录 一、研究背景...................................................................................................................................1（一）算力交易平台国内发展现状.......................................................................................1（二）算力交易平台海外发展现状.......................................................................................2二、问题与挑战...............................................................................................................................5三、关键技术...................................................................................................................................7（一）分布式数字身份与可信凭证技术...............................................................................7（二）链上链下结合的交易处理技术...................................................................................9（三）多维度激励机制...........................................................................................................9（四）数据访问控制.............................................................................................................10（五）算力资源调度.............................................................................................................11（六）区块链监管.................................................................................................................11四、解决方案.................................................................................................................................13（一）数字身份链.................................................................................................................13（二）交易链.........................................................................................................................141、交易模式...................................................................................................................142、数据访问授权机制...................................................................................................183、激励机制...................................................................................................................184、资源调度机制...........................................................................................................205、交易监管...................................................................................................................26（三）算力交易平台DAPP..................................................................................................28（四）交易服务通道控制器.................................................................................................28五、总结与展望.............................................................................................................................34术语与缩略词表.............................................................................................................................35参考文献.........................................................................................................................................36 一、研究背景 2020年以来，国家发布了以“新基建”为导向的一系列加快数字化基础设施建设的政策，旨在提升“联结+计算”能力，重塑产业升级模式。2021年5月，国家四部委发布《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》，提出“东数西算”架构，打通网络传输，提升跨区域算力调度水平。随着网络通信设备、云计算、边缘计算等基础设施算力能力持续提升，算力泛在化已成为趋势，呈现云网边端多级计算服务架构。算力并网可以整合各种算力资源，形成一个统一的算力网络，对各类应用提供普适多样的算力服务。区块链的防篡改、可追溯、分布式等特性可以为算力并网提供交易技术支撑，激发算力服务提供商的积极性，同时为用户提供安全、可靠且便捷的统一算力服务交易接口，有助于构建基于算力的价值网络，推动基于算力的共享经济和数字经济的发展。 （一）算力交易平台国内发展现状 国内目前算力并网技术主要以政府机构为主导，联合上游硬件厂和下游云计算、科学计算和网络服务提供商，构建算力交易平台。比较有代表性的有宁夏的“东数西算”一体化算力交易平台、国家新兴互联网交换中心主导的上海算力交易平台（SHIXP）以及中国信通院牵头的全国一体化算力算网调度平台。 “东数西算”一体化算力服务平台 东数西算一体化算力服务平台2023年2月24日在宁夏银川正式上线运营。作为国内首个算力交易平台，该平台通过资源整合，已将曙光、华为、中兴、阿里云、天翼云等国内大算力领先的企业，国家信息中心、北京大数据研究院等国内主要的大数据机构，以及商汤、百度等大模型头部企业共计27家纳入平台。该平台作为国内首个可以支持算力交易调度的应用系统，为智算、超算、通用算力等各类算力产品提供算力发现、供需撮合、交易购买、调度使用等综合服务，将有效结合东西部算力发展需求，助力形成自由流通、按需配置、有效共享的数据要素市场，赋能东西部数字化发展。 上海算力交易平台 在2023年4月26日举办的“算力浦江”（首届）数字经济发展论坛上，上海算力（试运行）交易平台正式启动，这是依托国家（上海）新型互联网交换中心（简称“SHIXP”）平台交换架构的独特性，先行先试探索打造的全国首个算力交易集中平台。依托SHIXP，上海算力（试运行）交易平台的近景目标是：到2023年底，初步建成算力调度平台，探索算力交易运营机制；进一步扩大交换流量规模，实现上海市内算力资源调度。据悉，上海电信、上海移动、上海联通、上海铁塔、东方有线、腾讯云、有孚云等已入驻上海算力（试运行）交易平台。本次论坛上，14家首批入驻算力交易平台的企业与SHIXP分别签约，将展开深度合作，资源共享、协同合作，共同推进数字产业的发展。目前上海算力指数排名位列全国第一，综合算力指数排名位列全国第二。截至2022年底，上海在用标准机架数41.5万，同比增长15%，算力总规模近9E flops。 全国一体化算力算网调度平台 2023年6月5日，由国家工业和信息化部主办，中国信息通信研究院等承办的“算力创新发展高峰论坛”在京召开。会上，中国信通院联合中国电信共同发布我国首个实现多元异构算力调度的全国性平台——“全国一体化算力算网调度平台（1.0版）”。该平台统一整合通用算力、并行算力、边缘算力等多源异构算力资源，实现不同厂家、不同硬件结构资源池的算力只能管理分发调度。尤其在对算力要求较高的AI训练应用中，该平台通过整合跨资源池、跨平台、跨厂商的异构算力实现分配调度。目前，已有天翼云、华为云、阿里云等云服务厂家接入该平台。“全国一体化算力算网调度平台”的发布，不仅有利于贯彻落实国家“东数西算”工程要求，促进东部数字经济产业链向西部延伸拓展，同时还将推动算力资源的精准配置和按需获取，有效降低算力能源消耗，助力区域协调发展和信息通信行业碳达峰、碳中和目标达成。 （二）算力交易平台海外发展现状 海外算力并网项目大多基于现有的分布式计算（Distributed com