TWI631520B - 基於區塊鏈的清算系統及其方法 - Google Patents

Abstract

一種基於區塊鏈的清算系統及其方法，透過在N個節點中以區塊鏈儲存交易記錄，並且載入預設期間內產生的所有交易記錄以計算各節點之間收支相抵後的應收金額及應付金額，再由財金端執行一輪為

Description

基於區塊鏈的清算系統及其方法

本發明涉及一種清算系統及其方法，特別是使用區塊鏈（Blockchain）技術儲存交易記錄，並且從交易記錄中計算各節點之間收支相抵後的應收金額及應付金額以供進行現金清算之基於區塊鏈的清算系統及其方法。

近年來，隨著網路交易的普及與蓬勃發展，各種提供支付及清算應用便如雨後春筍般出現，其中又以第三方支付最受矚目。

目前，全球知名的第三方支付平台，如：Paypal、支付寶等等，本質上皆為封閉系統且為中心化架構，然而，各平台之間無法直接轉帳，而且當中心節點被入侵攻陷時，將導致整個支付系統隨之癱瘓，故具有可靠性不佳的問題。

有鑑於此，便有廠商提出以點對點（Peer to Peer）為基礎的去中心化（decentralized）技術，避免中心被攻陷後使得整個系統癱瘓。換句話說，整個網路沒有中心化的硬體或者管理機構，任意節點之間的權利和義務都是均等的，且任一節點的損壞或者失去都會不影響整個系統的運作。然而，此一方式相對地也造成交易記錄可能被惡意節點竄改，因此仍然無法有效解決清算的可靠性不佳的問題。

綜上所述，可知先前技術中長期以來一直存在清算的可靠性不佳之問題，因此實有必要提出改進的技術手段，來解決此一問題。

本發明揭露一種基於區塊鏈的清算系統及其方法。

首先，本發明揭露一種基於區塊鏈的清算系統，此系統包含：N個節點及財金端。所述節點透過網路相互連接，其中，N為正整數，每一節點包含：交易模組、區塊建立模組、鏈結模組及結算模組。其中，交易模組用以在進行交易時執行交易指令，並且根據交易指令的執行結果產生相應的交易記錄；區塊建立模組用以依序將產生的所有交易記錄寫入資料區塊，並且將資料區塊提供給節點進行驗證；鏈結模組用以驗證資料區塊，以及持續鏈結通過驗證的資料區塊以形成區塊鏈；以及結算模組用以根據此區塊鏈載入預設期間內產生的所有交易記錄以計算各節點之間收支相抵後的應收金額及應付金額。所述財金端用以根據計算出的各節點之間的應收金額及應付金額，執行一輪為次之現金清算。

另外，本發明揭露一種基於區塊鏈的清算方法，應用在具有N個節點及財金端的網路環境中，其步驟包括：節點在進行交易時執行交易指令，並且根據交易指令的執行結果產生相應的交易記錄；節點依序將產生的所有交易記錄寫入資料區塊，並且將資料區塊提供給節點進行驗證；節點持續鏈結通過驗證的資料區塊以形成區塊鏈；節點根據區塊鏈載入預設期間內產生的所有交易記錄以計算各節點之間收支相抵後的應收金額及應付金額；財金端根據計算出的各節點之間的應收金額及應付金額，執行一輪為次之現金清算。

本發明所揭露之系統與方法如上，與先前技術的差異在於本發明是透過在N個節點中以區塊鏈儲存交易記錄，並且載入預設期間內產生的所有交易記錄以計算各節點之間收支相抵後的應收金額及應付金額，再由財金端執行一輪為次之現金清算。

透過上述的技術手段，本發明可以達成提高清算的可靠性之技術功效。

以下將配合圖式及實施例來詳細說明本發明之實施方式，藉此對本發明如何應用技術手段來解決技術問題並達成技術功效的實現過程能充分理解並據以實施。

在說明本發明所揭露之基於區塊鏈的清算系統及其方法之前，先對本發明所自行定義的名詞作說明，本發明所述的區塊鏈是指將所有的交易記錄都寫入各個區塊（block）中，每一個區塊再一個接一個地鏈結在一起成為區塊鏈，其中各區塊要被鏈結前都會經過各節點驗證，並且在確認有效後才會被鏈結，而一旦鏈結便非常難以被修改。由於區塊鏈技術不涉及國家貨幣的監管，加上其去中心化的特性，所以還可嘗試發展各種不同的應用，舉例來說，除了常見用於數位貨幣之外，還可用於驗證用戶身分、證券交易、產地證明等等。

以下配合圖式對本發明基於區塊鏈的清算系統及其方法做進一步說明，請先參閱「第1圖」，「第1圖」為本發明基於區塊鏈的清算系統之系統方塊圖，此系統包含：節點110及財金端120。所述節點110的數量為N，N為大於1的正整數，每一節點110透過網路130相互連接。在實際實施上，每一節點110可為通過認許、值得信賴的計算機裝置，例如：位於領有牌照的第三方支付業者或金融機構的伺服器。所述網路130可為網際網路、私有網路、虛擬私有網路等等。另外，所述節點110更可包含存款帳戶及相應的電子錢包，用以在執行交易指令時，除了產生交易記錄之外，同時調整相應的存款帳戶及其相應的電子錢包之餘額。

交易模組111用以在進行交易時執行交易指令，並且根據交易指令的執行結果產生相應的交易記錄。舉例來說，假設有兩個節點110，當進行交易時，其中一個節點110（節點A）要付款給另一個節點110（節點B）新台幣五十元，那麼，節點A會執行交易指令，如：「A pay 50 to B」，執行此交易指令後，節點A會產生應支付給節點B新台幣50元的交易記錄，並使節點B產生應自節點A收取新台幣50元的交易記錄。在實際實施上，還可驗證產生的交易記錄之有效性以及對交易記錄進行雜湊、加密等處理，以確保交易記錄不被竄改，所述交易記錄可包含交易對象、交易類別、交易時間及交易金額，其中交易對象分別記錄收入及支出的節點110之地址，例如：收入的節點110之地址為「1HLZjrjvPMfW3YehTN3E9Bd7a6zvEZwque」；支出的節點110之地址為「1777caDAxdxuboQWEiWKYAkw1dfEmW6rFj」。

區塊建立模組112用以依序將產生的所有交易記錄寫入資料區塊，並且將資料區塊提供給節點110進行驗證。在實際實施上，區塊建立模組112可在滿足一個固定的時間間隔（例如：24小時）或交易記錄滿足一個預設數量（例如：512筆交易）時，產生另一資料區塊供交易記錄寫入。另外，將資料區塊提供給節點110進行驗證的方式，可設定為當資料區塊通過預設數量（例如：總節點數量的一半以上，即大於N/2）時即代表通過驗證，所述預設數量的範圍為小於等於N。換句話說，資料區塊將會受到多次驗證確保其有效性。

鏈結模組113用以驗證資料區塊，以及持續鏈結通過驗證的資料區塊以形成區塊鏈。在實際實施上，鏈結模組113會驗證包含來自其它節點110產生的資料區塊，並且在確認資料區塊通過驗證後，將資料區塊進行鏈結以形成區塊鏈，此區塊鏈的建立、維護等方式皆透過習知的區塊鏈技術實現。

結算模組114用以根據區塊鏈載入預設期間內產生的所有交易記錄以計算各節點110之間收支相抵後的應收金額及應付金額。舉例來說，預設期間可設定為營業時間，例如：每日早上九點至下午三點半，此時，結算模組114會自區塊鏈載入當日營業時間內產生的所有交易記錄以計算各節點110之間收支相抵後的應收金額及應付金額，以節點A與節點B交易為例，假設有二筆交易，其中第一筆交易為節點A支付節點B新台幣一百元；第二筆交易為節點B支付給節點A新台幣八十元，當收支相抵後，計算出在節點A與節點B之間，節點A的應付金額為新台幣二十元、應收金額為新台幣零元；節點B的應付金額為新台幣零元、應收金額為新台幣二十元。

在財金端120的部分，財金端120根據計算出的各節點110之間的應收金額及應付金額，執行一輪為次之現金清算。假設在網路130中有兩個節點110的情形下，將執行一次現金清算；在有三個節點110的情形下，將執行三次現金清算；在有四個節點110的情形下，將執行六次現金清算，並以此類推。如此一來，財金端120即可在每一節點110之間均進行一次現金清算（稱之為一輪）。在實際實施上，可限定經財金端120認許的新節點加入網路130，這些節點可以是其它銀行、其它電信營運商、或者目前尚未成立但已具有銀行帳戶的新公司之伺服器。一般而言，為了實現清算的目的，在區塊鏈中的交易記錄每日需由財金端120進行至少一輪的現金清算。

接著，請參閱「第2圖」，「第2圖」為本發明基於區塊鏈的清算方法之方法流程圖，應用在具有N個節點110及財金端120的網路環境中，其步驟包括：節點110在進行交易時執行交易指令，並且根據交易指令的執行結果產生相應的交易記錄（步驟210）；節點110依序將產生的所有交易記錄寫入資料區塊，並且將資料區塊提供給節點110進行驗證（步驟220）；節點110持續鏈結通過驗證的資料區塊以形成區塊鏈（步驟230）；節點110根據區塊鏈載入預設期間內產生的所有交易記錄以計算各節點110之間收支相抵後的應收金額及應付金額（步驟240）；財金端120根據計算出的各節點110之間的應收金額及應付金額，執行一輪為次之現金清算（步驟250）。透過上述步驟，即可透過在各節點110中以區塊鏈儲存交易記錄，並且載入預設期間內產生的所有交易記錄以計算各節點110之間收支相抵後的應收金額及應付金額，再由財金端120執行一輪為次之現金清算。

假設節點110還包含存款帳戶及其相應的電子錢包，那麼在步驟210之後，還可在執行交易指令時，同時調整節點110包含的存款帳戶及其相應的電子錢包之餘額（步驟215）。在實際實施上，所述調整餘額可利用圈存的方式實現，也就是僅調整餘額記錄但資金並未立即轉移。

以下配合「第3圖」及「第4圖」以實施例的方式進行如下說明，請先參閱「第3圖」，「第3圖」為應用本發明跨行結算之示意圖。假設交易行為發生在甲銀行的客戶A與乙銀行的客戶B之間，其中，節點301代表甲銀行；節點302代表乙銀行。當客戶A指示甲銀行從自己的電子錢包匯出金額X元至乙銀行的客戶B的電子錢包時，交易模組121執行交易指令，並且根據執行結果產生相應的交易記錄，舉例來說，交易模組121執行交易指令使客戶A的電子錢包被扣除X元，並且同時通知乙銀行將X元給付至客戶B的電子錢包，之後，甲銀行及乙銀行產生相應的交易記錄。此時，資金並未立即由甲銀行轉移至乙銀行，僅即時改變雙方的電子錢包之餘額。至此，即完成客戶A與客戶B之間的交易。

為了避免交易記錄被竄改，進而提高整體可靠性。所述交易記錄會依照交易的時間順序寫入資料區塊，並且將資料區塊提供給網路130上的節點110（如：節點301及節點302）進行驗證，當驗證無誤時才允許被鏈結以形成區塊鏈。在實際實施上，電子錢包、節點110之間的通訊協定及其區塊鏈的建立、鏈結、維護等皆使用習知的技術來實現，例如：Ethereum所發布的協定版本。藉由區塊鏈將使交易記錄的可靠性大幅提升。

接下來，當甲銀行與乙銀行的其他客戶之間進行交易時，同樣也會依照上述流程並產生相應的交易記錄。在當日結束營業後，各銀行可能累積多筆交易記錄，結算模組114將根據區塊鏈載入當日產生的所有交易記錄，以便計算節點301及節點302之間收支相抵後的應收金額及應付金額，進而完成節點301及節點302的結算。舉例來說，假設甲銀行與乙銀行之間有三筆交易記錄，分別為：甲銀行付給乙銀行X元、甲銀行付給乙銀行Y元及甲銀行收到乙銀行Z元。那麼，在收支相抵後，甲銀行的應收金額為「(-X+(-Y))+Z」；甲銀行的應付金額為「(X+Y)-Z」，其中，當金額為負數時設為零。也就是說，當計算出的應收金額為負數時，代表此金額為應付金額且應收金額為零。藉由收支相抵的計算能夠將節點301與節點302之間的所有交易記錄整合成一筆，最後再由財金端120根據節點301與節點302之間的應收金額及應付金額執行一輪現金清算以完成現金轉移。舉例來說，假設甲銀行的應收金額為新台幣零元、應付金額為新台幣二十元；乙銀行的應收金額為新台幣二十元、應付金額為新台幣零元，兩相對照後檢核無誤，故進行現金轉移以完成現金清算。

如「第4圖」所示意，「第4圖」為應用本發明進行一輪現金清算之示意圖。前面提到，財金端120會根據計算出的各節點之間的應收金額及應付金額，執行一輪為次之現金清算。以「第4圖」為例，可清楚看到共有五個節點（401～405），因此，財金端120執行一輪現金清算總共會進行10次，分別為節點401與節點402進行一次現金清算、節點402與節點403進行一次現金清算、節點403與節點404進行一次現金清算、以此類推直到每一節點與節點之間（如虛線所示意）皆進行一次現金清算為止。在財金端120進行的現金清算為銀行帳戶之間的現金轉移。在實際實施上，財金端120可與中央銀行同資系統410連接以進行結帳作業，而各節點（401～405）除了可為銀行之外，還可如：證券交易所、手機錢包、電商等等具有銀行帳戶可供現金轉移的事業體。

綜上所述，可知本發明與先前技術之間的差異在於透過在N個節點中以區塊鏈儲存交易記錄，並且載入預設期間內產生的所有交易記錄以計算各節點之間收支相抵後的應收金額及應付金額，再由財金端執行一輪為次之現金清算，藉由此一技術手段可以解決先前技術所存在的問題，進而達成提高清算的可靠性之技術功效。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

110‧‧‧節點
111‧‧‧交易模組
112‧‧‧區塊建立模組
113‧‧‧鏈結模組
114‧‧‧結算模組
120‧‧‧財金端
130‧‧‧網路
301、302‧‧‧節點
401～405‧‧‧節點
410‧‧‧中央銀行同資系統
步驟210‧‧‧節點在進行交易時執行一交易指令，並且根據該交易指令的執行結果產生相應的一交易記錄
步驟215‧‧‧在執行該交易指令時，調整該些節點包含的至少一存款帳戶及其相應的至少一電子錢包之餘額
步驟220‧‧‧節點依序將產生的所有該交易記錄寫入一資料區塊，並且將該資料區塊提供該些節點進行驗證
步驟230‧‧‧節點持續鏈結通過驗證的該資料區塊以形成一區塊鏈
步驟240‧‧‧節點根據該區塊鏈載入一預設期間內產生的所有該交易記錄以計算各該節點之間收支相抵後的一應收金額及一應付金額
步驟250‧‧‧財金端根據計算出的各該節點之間的該應收金額及該應付金額，執行一輪為次之現金清算

第1圖為本發明基於區塊鏈的清算系統之系統方塊圖。 第2圖為本發明基於區塊鏈的清算方法之方法流程圖。 第3圖為應用本發明跨行結算及清算之示意圖。 第4圖為應用本發明進行一輪現金清算之示意圖。

Claims (10)

1. 一種基於區塊鏈的清算系統，該系統包含： N個節點，該些節點透過網路相互連接，其中，N為大於1的正整數，每一節點包含： 一交易模組，用以在進行交易時執行一交易指令，並且根據該交易指令的執行結果產生相應的一交易記錄； 一區塊建立模組，用以依序將產生的所有該交易記錄寫入一資料區塊，並且將該資料區塊提供該些節點進行驗證； 一鏈結模組，用以驗證該資料區塊，以及持續鏈結通過驗證的該資料區塊以形成一區塊鏈；及 一結算模組，用以根據該區塊鏈載入一預設期間內產生的所有該交易記錄以計算各該節點之間收支相抵後的一應收金額及一應付金額；及 一財金端，用以根據計算出的各該節點之間的該應收金額及該應付金額，執行一輪為次之現金清算。
2. 根據申請專利範圍第1項之基於區塊鏈的清算系統，其中該交易記錄至少包含一交易對象、一交易類別、一交易時間及一交易金額，其中該交易對象分別記錄收入及支出的所述節點之地址。
3. 根據申請專利範圍第1項之基於區塊鏈的清算系統，其中該資料區塊經過該些節點至少其中之一預設數量驗證成功後，即代表通過驗證，該預設數量小於等於N。
4. 根據申請專利範圍第1項之基於區塊鏈的清算系統，其中該區塊建立模組在滿足一時間間隔或該交易記錄的一預設數量時，產生另一資料區塊供該交易記錄寫入。
5. 根據申請專利範圍第1項之基於區塊鏈的清算系統，其中該些節點更包含至少一存款帳戶及相應的至少一電子錢包，用以在執行該交易指令時，調整相應的所述存款帳戶及其相應的所述電子錢包之餘額。
6. 一種基於區塊鏈的清算方法，應用在具有N個節點及一財金端的網路環境中，其步驟包括： 該些節點在進行交易時執行一交易指令，並且根據該交易指令的執行結果產生相應的一交易記錄； 該些節點依序將產生的所有該交易記錄寫入一資料區塊，並且將該資料區塊提供該些節點進行驗證； 該些節點持續鏈結通過驗證的該資料區塊以形成一區塊鏈； 該些節點根據該區塊鏈載入一預設期間內產生的所有該交易記錄以計算各該節點之間收支相抵後的一應收金額及一應付金額以及 該財金端根據計算出的各該節點之間的該應收金額及該應付金額，執行一輪為次之現金清算。
7. 根據申請專利範圍第6項之基於區塊鏈的清算方法，其中該交易記錄至少包含一交易對象、一交易類別、一交易時間及一交易金額，其中該交易對象分別記錄收入及支出的所述節點之地址。
8. 根據申請專利範圍第6項之基於區塊鏈的清算方法，其中該資料區塊經過該些節點至少其中之一預設數量驗證成功後，即代表通過驗證，該預設數量小於等於N。
9. 根據申請專利範圍第6項之基於區塊鏈的清算方法，其中該些節點依序將產生的所有該交易記錄寫入該資料區塊的步驟係在滿足一時間間隔或該交易記錄的一預設數量時，產生另一資料區塊供該交易記錄寫入。
10. 根據申請專利範圍第6項之基於區塊鏈的清算方法，其中該方法更包含在執行該交易指令時，調整該些節點包含的至少一存款帳戶及其相應的至少一電子錢包之餘額的步驟。