随着智能终端的普及和通信技术的进步,个人或家庭用户能够随时随地地产生大量的多媒体数据,而关于这些数据的存储问题则引发了个人或家庭用户对家庭私有云存储服务的迫切需求。经过多年的发展,云计算已经高度成熟,许多厂商推出各式各样的云计算服务,然而大多都是公有云或面向企业的私有云,缺少面向家庭用户的家庭私有云服务。对于家庭用户而言,一方面,使用公有云不仅传输速度低,还面临隐私数据泄露的风险;另一方面,传统的私有云环境的搭建有一定的技术背景要求,存在使用门槛高的问题。因此,研发一种面向家庭用户、即插即用的家庭私有云系统将满足市场需求。通过对用户需求的分析,本课题基于区块链技术,设计了一种家庭云服务系统。在本系统内,用户可以组建家庭群组,并轻松地将内容数据存储到家庭空间或从家庭空间获取。如果用户有空闲的存储空间,可以将其贡献出来设置成系统共享空间,并获取相应数量的积分奖励。如果用户的家庭空间不足,可以支付积分向系统租赁共享空间来使用。根据上述的应用场景,本课题所研发的家庭云服务系统分成四个模块:积分系统、分布式云盘、可视化交互和硬件平台。积分系统运行在后台,负责生产数字积分,并提供一种可靠可信、公平透明的积分流通环境。由于积分系统是基于区块链所设计的,无法向前端提供标准的HTTP接口,故本课题结合以太坊、IPFS和协调中心等组件设计了区块链开发平台,并基于该开发平台,通过编写和部署智能合约,实现了积分系统。分布式云盘提供安全稳定的数据存取服务,并根据自研的基于最小余量的空间分配算法优化存储资源分配,提高数据存取的效率。可视化交互搭载在智能手机的应用程序上,为用户提供方便的积分管理、云盘管理、设备管理和群组管理等功能;硬件平台是具备存储能力的实体,一个硬件平台就是一个分布式云盘的节点。通过存储虚拟化技术整合各用户硬件平台的存储能力,并基于存储池架构构建了分布式云盘。本文将分别对积分系统、分布式云盘、可视化交互和硬件平台等四个模块的设计方案进行详细地描述。最后根据标准交互接口整合四个模块,形成一个完整的家庭云服务系统,并通过用户视角,展示了本家庭云服务系统的具体实现及应用功能。