CN107392767A - 基于区块链的电力市场的交易方法、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于区块链的电力市场的交易方法，包括以下步骤：信息获取步骤：获取电力交易信息并根据电力交易信息获取用户信息；分配节点步骤：根据用户信息从系统中查找交易节点并随机选取一个交易节点分配给用户；广播步骤：通过广播的方式将电力交易信息发送到系统中其他的所有的交易节点上；判断步骤：接收其他的所有的交易节点所返回的结果并根据共识算法判断交易是否成功，若是，则将电力交易信息存储对应的区块链上；结果发送步骤：向用户对应的交易节点返回对应的交易结果，从而通知用户交易是否成功。本发明还公开了一种电子设备、可读存储介质及交易装置。通过本发明使得电力市场的交易具有安全性好、稳定性高、操作简单等特点。

Description

基于区块链的电力市场的交易方法、电子设备及存储介质

技术领域

本发明涉及一种电力市场的期货交易，尤其涉及一种基于区块链的电子市场的交易方法、电子设备及存储介质。

背景技术

目前，对于现有的电力市场的交易来说，一般来说，分为两种情况，一是双方直接进行交易，但是一方违约或交易出现问题时，就会造成交易失败、给交易双方带来很大的麻烦，交易不安全、不稳定；二是通过委托第三方(中介)，比如银行、委托代理人等来完成交易。比如A与B进行转账交易时，首先A将所交易转账的金钱存入银行，等到交易确认后，银行将金钱打入B的账户。这种交易可以保证交易的安全性，但是其操作复杂，对于每笔交易都需要通过第三方中介来完成。

而2008年金融危机，顶级金融机构(雷曼兄弟和美林)一夜之间倒闭，甚至出现了冰岛国家主权债务违约，促使业界加速探索去中心化，但一直发展缓慢。而比特币出现时，真正看到了去中心化的希望，业界从比特币中提取了其中的技术体系结构，称之为区块链技术，并不断吸收发展完善。而区块链是从比特币发展起来的，简单的来说，其是一种按照时间顺序把数据区块以顺序相连的方式组合成一种链式数据结构，并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。由于区块链技术的优点，比如隐私保护、去信任中介、去中心化、可追溯性、不可篡改等特点，区块链技术应用到了各个行业，比如艺术行业、法律行业、开发行业、房地产行业、物联网、保险行业等。

为了实现电力市场中交易的简单、安全性，将区块链技术运用到电力市场的交易系统中时，会存在很多的问题和麻烦。因为常规的区块链技术所运用的只是做转账等简单的交易，将区块链技术运用到电力市场时，并不能够满足电力市场中交易的需求，并且还存在安全性差、不稳定、交易速度慢等问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供基于区块链的电力市场的交易方法，其使得电力市场中交易具有安全性好、稳定性高、操作简单等特点。

本发明的目的之二在于提供一种电子设备，其使得电力市场中交易具有安全性好、稳定性高、操作简单等特点。

本发明的目的之三在于提供一种存储介质，其使得电力市场中交易具有安全性好、稳定性高、操作简单等特点。

本发明的目的之四在于提供基于区块链的电子市场的交易装置，其使得电力市场中交易具有安全性好、稳定性高、操作简单等特点。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

基于区块链的电力市场的交易方法，包括以下步骤：

信息获取步骤：获取电力交易信息并根据电力交易信息获取用户信息；

分配节点步骤：根据用户信息从系统中查找交易节点并随机选取一个交易节点分配给用户；

广播步骤：通过广播的方式将电力交易信息发送到系统中其他的所有的交易节点上；

判断步骤：接收其他的所有的交易节点所返回的结果并根据共识算法判断交易是否成功，若是，则将电力交易信息存储对应的区块链上；

结果发送步骤：向用户对应的交易节点返回对应的交易结果，从而通知用户交易是否成功。

进一步地，所述广播步骤之前还包括调用步骤：根据电力交易信息中所存储的智能合约的地址调用对应的智能合约；所述广播步骤为通过广播的方式将电力交易信息以及智能合约发送到系统中其他的所有的交易节点上。

进一步地，调用智能合约时是通过RPC接口实现的。

进一步地，所述共识算法为以下算法中的任意一种：拜占庭容错算法、Ripple共识证明算法、Bitshares算法、权益证明算法、工作量证明算法、股权证明机制算法以及授权股权机制算法。

本发明的目的之二采用如下技术方案实现：

一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现以下如前所述的基于区块链的电力市场的交易方法的步骤。

本发明的目的之三采用如下技术方案实现：

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前所述的基于区块链的电力市场的交易方法的步骤。

本发明的目的之四采用如下技术方案实现：

基于区块链的电力市场的交易装置，包括：

信息获取模块，用于获取电力交易信息并根据电力交易信息获取用户信息；

分配节点模块，用于根据用户信息从系统中查找交易节点并随机选取一个交易节点分配给用户；

广播模块，用于通过广播的方式将电力交易信息发送到系统中其他的所有的交易节点上；

判断模块，用于接收其他的所有的交易节点所返回的结果并根据共识算法判断交易是否成功，若是，则将电力交易信息存储对应的区块链上；

结果发送模块，用于向用户对应的交易节点返回对应的交易结果，从而通知用户交易是否成功。

进一步地，所述广播模块之前还包括调用模块，用于根据电力交易信息中所存储的智能合约的地址调用对应的智能合约；所述广播模块，还用于通过广播的方式将电力交易信息以及智能合约发送到系统中其他的所有的交易节点上。

进一步地，调用智能合约时是通过RPC接口实现的。

进一步地，所述共识算法为以下算法中的任意一种：拜占庭容错算法、Ripple共识证明算法、Bitshares算法、权益证明算法、工作量证明算法、股权证明机制算法以及授权股权机制算法。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明通过将区块链应用到电力市场的交易系统中，这样在交易过程中不需要像现有的交易系统，需要通过第三方机构来完成交易；而是通过交易系统中的多个交易节点对交易信息进行验证并达成共识，来判断交易是否成功，并将交易成功的信息存储区块链中，这样就可以保证了电力市场中交易的安全性、稳定性。由于不在需要委托第三方机构来监督交易，从而使得电力市场中的交易操作简单化。

附图说明

图1为本发明提供的基于区块链的电力市场的交易系统的示意图；

图2为本发明提供的基于区块链的电力市场的交易方法的流程图之一；

图3为本发明提供的基于区块链的电力市场的交易方法的流程图之二；

图4为本发明提供的基于区块链的电力市场的交易装置的模块图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

实施例

本发明是将区块链技术应用到电力市场的交易系统中，保证了电力市场中交易的安全性好、稳定性高、操作简单性等。

对于区块链，狭义上来说，是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成一种链式数据结构，并以密码学的方式保证不可篡改和不可伪造的分布式账本。其广义上来说，是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式来保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算范式。

区块链一般分为三种：公有链、私有链和联盟链。公有链来说，其参与者可以是任何人，其应用领域为虚拟货币，如比特币、以太坊。而私有链的，其参与者是个人或公司内部，其应用领域为审计、发行，如Overstock；联盟链来说，其参与者是联盟成员，其应用领域为结算，如R3联盟。

由于电力市场的交易规则，本发明是基于区块链中的私有链的。

如图1所示，基于区块链的电力市场的交易系统，涉及到参与者、区块链和交易节点。而参与者，比如市场监管、市场参与者，不同的用户其权限不同。

其中区块链上设有多个区块，每个区块的大小相同，其大小是由工程师设定的。每个区块中都存储有各种交易记录，该交易记录可以是用户的实际交易记录、申请新用户等，每个用户的信息均保存在区块链上，并且每个用户均对应在区块链上的唯一地址。区块链中的每个区块的大小是固定的，当前一个区块存储满时，才会将数据存储下一个区块。也即是说，对于交易记录其所存储在区块链上，并且具有唯一的地址。也即是说，每次有交易记录产生时，均在区块链的最后的一区块上保存数据，若区块已存储满，则继续新建一区块用于存储交易记录。

而交易节点来说，每个用户都需要通过交易节点来参与交易。系统中的交易节点有多个，并且其地位是平等的。

每个用户需要发起交易时，系统根据用户的身份信息来选择系统中已经存在的多个交易节点中随机选取一个，并分配给用户。但是不同的用户身份不同，其所对应的交易节点不同。

参与者包括普通用户和市场监管，普通用户只能查看与自身相关联的交易，而市场监管是为了监控市场风险，其可以查看到所有的交易记录。这样，普通用户所对应的交易节点和市场监管对应的交易节点不同，这是由于其权限不同所造成的，这是根据电力市场的特点所设定的。另外，系统中的交易节点的数量是固定的，当用户申请交易时，系统首先判断用户的身份类型，然后在系统中查找出对应的多个交易节点并随机选取其中一个，分配给用户即可。这一点是与现有技术的区块链是不同的，一般来说，区块链上的节点是随机增加或减少的，比如用户申请交易时，系统中就会随机生成一节点分配给用户；而当交易结束时，该节点就会消失；而本发明中的交易节点是固定的，不会随着用户的交易开始而增加、或结束而消失。这是因为，在电力市场交易中，交易节点数较少，将交易节点固定，使得交易节点是完全可控的，不存在恶意节点的风险，这样可以大大减少节点被恶意劫持，减少了伪造达成共识现象出现的风险。

每个市场参与者(普通用户)必须通过对应的交易节点参与交易，并且只保存自己的交易记录甚至不保存记录；而市场监管者可以通过交易节点查看到所有的交易记录。另外，对于交易规则运行在交易节点上，每一笔交易要在满足市场约束的条件下，所有的交易节点达成共识。

另外，对于电力市场的交易中，由于电力市场的特性，还会涉及到电力市场的交易规则，通过工程师将交易规则编程并制作成对应的文档，这里称为智能合约，并将其存储在区块链上，并为每个智能合约都分配唯一的地址。在交易时，需要通过RPC接口来调用智能合约并运行。一般来说，现有技术中的通过区块链技术运用到其他的领域，其只是做转账等简单的交易，并不涉及到交易规则等。

如图2和3所示，基于区块链的电力市场的交易方法，包括以下步骤：

S1、获取电力交易信息并根据电力交易信息获取用户信息。

当发起方发起交易时，就会形成对应的交易信息，其包括交易双方的用户信息、地址、交易内容、交易账户等数据。比如转账的金额、双方账户等。

S2、根据用户信息从系统中查找交易节点并随机选取一个交易节点分配给用户。

由于用户的交易是需要通过系统中的交易节点来完成的，因此，首先获取用户的交易信息，然后为用户分配对应的交易节点。由于用户的权限不同，其所分配的交易节点也不同。用户在交易时，首先登陆到系统中，然后系统根据用户信息查找出对应的多个交易节点，并从中随机选取一个交易节点分配给用户。

在电力市场交易中，其特点是节点数较少，将交易节点固定，使得交易节点是完全可控的，不存在恶意节点的风险，这样可以大大减少节点被恶意劫持，从而伪造达成共识的风险。

S3、通过广播的方式将电力交易信息发送到系统中其他的所有的交易节点上。

本发明是基于区块链的交易方法，对于一个交易来说，需要系统中所有的交易节点对此次交易进行确认并达成共识，才能判断此次交易是否成功，这样就可以保证交易的安全性。系统中所有的交易节点均是平等的。因此，将交易的信息广播到系统中所有的交易节点，然后每个交易节点对交易信息进行确认并给出确认结果。

S4、接收其他的所有交易节点所返回的确认结果并根据共识算法判断交易是否成功，若是，则将电力交易信息存储于对应的区块链上。

基于区块链的交易，当完成一个交易时，需要所有的交易节点均对此次交易进行验证确认并且使得所有的交易节点之间均达成共识。因此，接收其他的所有的交易节点所返回的确认结果，并根据共识算法来判断交易是否成功。也即是说，共识算法是指在交易时，根据所有的交易节点所返回的结果来计算得出结果，并判断结果是否满足系统的预设条件，才能判断出交易是否成功。

若所有的交易节点达成共识，即交易成功，则将此次交易信息存储区块链中的对应区块上。若所有的交易节点未达成共识，即交易失败，则取消交易即可。这样可以保证交易的安全性，就像现有技术中通过委托第三方来对交易进行验证、监督的一样。一旦，某个交易中的一方出现问题，就可以依据该区块链中的记录来证明该交易的有效性，从而避免用户损失。

另外，共识算法可采用现有的算法来完成，比如拜占庭容错算法(PBFT，PracticalByzantine Fault Tolerance)、Ripple共识证明算法、Bitshares算法、权益证明算法、工作证明量算法(POW，Proof of Work)、股权证明机制算法(POS，Proof of Stake)、授权股权证明机制算法(DPOS，Deletegated Proof of Stake)等。比如，拜占庭容错算法最初出现在MIT的Miguel和Barbara Liskov的学术论文中，初衷是为了一个低延迟存储系统设计的系统，降低算法的复杂度，其可应用于不需要大的吞吐量但需要许多事情处理的数字资产平台，允许每个节点发布公钥。任何通过节点的消息都由节点签名，以验证其格式；一旦达到相同的足够的响应，则可以同意这个交易是有效的。使用PBFT，区块链网络中的节点可以承受f个拜占庭节点，其中f＝(N-1)/3。换句话说，其确保了至少2*f+1个节点再将信息添加到分布式共享账簿之前达到共识。也即是，PBFT是通过数学算法实现，不需代币，33％容错。

而股权证明机制算法是股份制，通过币天数决定记账权。而授权股权机制算法是民主议会制，通过选举决定记账权。上述算法均是现有的算法，是本领域技术人员能够掌握的。

S5、向用户对应的交易节点返回对应的交易结果，从而通知用户交易是否成功。向用户所在的交易节点通知用户的此次交易是否成功的通知。

另外，对于交易时，可能根据交易市场的不同，还涉及到交易规则等，这样可以由工程师将交易规则通过编程的方式编写成可执行代码并制作成文档，然后将其存储于对应的区块链的区块上，也即是称为智能合约，这样每个智能合约均具有唯一的地址。

当系统开始交易时，若交易涉及到智能合约时，还包括：

S6、根据电力交易信息中所存储的智能合约的地址调用对应的智能合约。

对应地，S3、将电力交易信息以及智能合约通过广播的方式发送到系统中其他的所有的交易节点上。

本发明还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：

信息获取步骤：获取交易信息并根据交易信息获取用户信息；

分配节点步骤：根据用户信息从系统中查找交易节点并随机选取一个交易节点分配给用户；

广播步骤：通过广播的方式将交易信息发送到系统中其他的所有的交易节点上；

判断步骤：接收其他的所有的交易节点所返回的结果并根据共识算法判断交易是否成功，若是，将电力交易信息存储对应的区块链上；

结果发送步骤：向用户对应的交易节点返回对应的交易结果，从而通知用户交易是否成功。

进一步地，所述广播步骤之前还包括调用步骤：根据电力交易信息中所存储的智能合约的地址调用对应的智能合约；所述广播步骤为通过广播的方式将电力交易信息以及智能合约发送到系统中其他的所有的交易节点上。

进一步地，调用智能合约时是通过RPC接口实现的。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如前所述的基于区块链的电力市场的交易方法的步骤。

如图4所示，基于区块链的电力市场的交易装置，包括：

信息获取模块，用于获取电力交易信息并根据电力交易信息获取用户信息；

分配节点模块，用于根据用户信息从系统中查找交易节点并随机选取一个交易节点分配给用户；

广播模块，用于通过广播的方式将电力交易信息发送到系统中其他的所有的交易节点上；

判断模块，用于接收其他的所有的交易节点所返回的结果并根据共识算法判断交易是否成功，若是，则将电力交易信息存储对应的区块链上；

结果发送模块，用于向用户对应的交易节点返回对应的交易结果，从而通知用户交易是否成功。

进一步地，所述广播模块之前还包括调用模块，用于根据电力交易信息中所存储的智能合约的地址调用对应的智能合约；所述广播模块，还用于通过广播的方式将电力交易信息以及智能合约发送到系统中其他的所有的交易节点上。

进一步地，调用智能合约时是通过RPC接口实现的。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.基于区块链的电力市场的交易方法，其特征在于包括以下步骤：

信息获取步骤：获取电力交易信息并根据电力交易信息获取用户信息；

分配节点步骤：根据用户信息从系统中查找交易节点并随机选取一个交易节点分配给用户；

广播步骤：通过广播的方式将电力交易信息发送到系统中其他的所有的交易节点上；

判断步骤：接收其他的所有的交易节点所返回的结果并根据共识算法判断交易是否成功，若是，将电力交易信息存储对应的区块链上；

结果发送步骤：向用户对应的交易节点返回对应的交易结果，从而通知用户交易是否成功。

2.如权利要求1所述的交易方法，其特征在于：所述广播步骤之前还包括调用步骤：根据电力交易信息中所存储的智能合约的地址调用对应的智能合约；所述广播步骤为通过广播的方式将电力交易信息以及智能合约发送到系统中其他的所有的交易节点上。

3.如权利要求2所述的交易方法，其特征在于：调用智能合约时是通过RPC接口实现的。

4.如权利要求1所述的交易方法，其特征在于：所述共识算法为以下算法中的任意一种：拜占庭容错算法、Ripple共识证明算法、Bitshares算法、权益证明算法、工作量证明算法、股权证明机制算法以及授权股权机制算法。

5.一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述程序时实现以下如权利要求1-4任意一项所述的基于区块链的电力市场的交易方法的步骤。

6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-4任意一项所述的基于区块链的电力市场的交易方法的步骤。

7.基于区块链的电力市场的交易装置，其特征在于包括：

信息获取模块，用于获取电力交易信息并根据电力交易信息获取用户信息；

分配节点模块，用于根据用户信息从系统中查找交易节点并随机选取一个交易节点分配给用户；

广播模块，用于通过广播的方式将电力交易信息发送到系统中其他的所有的交易节点上；

判断模块，用于接收其他的所有的交易节点所返回的结果并根据共识算法判断交易是否成功，若是，则将电力交易信息存储对应的区块链上；

结果发送模块，用于向用户对应的交易节点返回对应的交易结果，从而通知用户交易是否成功。

8.如权利要求7所述的交易装置，其特征在于：所述广播模块之前还包括调用模块，用于根据电力交易信息中所存储的智能合约的地址调用对应的智能合约；所述广播模块，还用于通过广播的方式将电力交易信息以及智能合约发送到系统中其他的所有的交易节点上。

9.如权利要求8所述的交易装置，其特征在于：调用智能合约时是通过RPC接口实现的。

10.如权利要求7所述的交易装置，其特征在于：所述共识算法为以下算法中的任意一种：拜占庭容错算法、Ripple共识证明算法、Bitshares算法、权益证明算法、工作量证明算法、股权证明机制算法以及授权股权机制算法。