CN109978691B - 基于区块链的期货交易方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于区块链的期货交易方法，利用可信硬件进行期货市场上的匹配订单、逐日盯市的操作，根据交易者的保证金变更，将结果公布在区块链上。解决了传统期货市场中交易费用过高、缺乏对交易者隐私信息保护的问题，通过将期货市场部署到区块链上，并利用智能合约和可信硬件完成交易所的操作，可以有效保护交易者的隐私，降低期货交易费用。

Description

基于区块链的期货交易方法

技术领域

本发明属于涉及期货市场交易安全领域，具体地指一种基于区块链的期货交易方法。

背景技术

期货市场中交易者的仓位和保证金额都是非常重要的隐私信息，目前存在的基于区块链智能合约的商品交易系统，并不能解决期货市场中可能存在的隐私泄露问题，而且期货市场中计算交易者保证金的过程比较复杂，简单的商品交易系统不能保证交易过程的隐私性。

发明内容

本发明针对现有技术的缺乏，提供了一种基于区块链的期货交易方法，可以有效地提高交易效率，保护交易者的隐私。

本发明的所设计的一种基于区块链的期货交易方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

步骤1：注册，所有的交易者向可信硬件进行注册，具体过程为：

步骤1.1：可信硬件生成一对非对称密钥对(PK,SK)；

步骤1.2：所有交易者生成对称密钥key，使用PK加密自己的密钥key，并发送给可信硬件；

步骤1.3：可信硬件使用SK进行解密得到每一个交易者的密钥key，并在可信硬件中存储所有交易者的key；

步骤2：在发布订单之前，交易者向智能合约缴纳一笔初始保证金，保证金＝价位*交易仓位*α，存储在智能合约中；

步骤3：交易者发布订单，在可信硬件中进行期货市场操作；

步骤4：根据本轮的交易情况，调整每位交易者的保证金；

步骤5：将本轮交易的平均成交价、用户的保证金、加密的仓位发送给智能合约，智能合约重新调整交易者的保证金；

步骤6：合约到期后，智能合约根据每个交易者保证金账户余额发还保证金，每个交易者取回剩余保证金。

进一步地，所述步骤3的具体过程为：

步骤3.1：交易者使用key加密自己需要发布的买卖订单，可信硬件使用存储的交易者的key解密接受到的订单，从而得到交易者发布的订单；

步骤3.2：可信硬件对每一笔订单进行匹配，成交时修改成交双方对应的库存，在可信硬件中记录成交的合同数量和匹配价格，将未被匹配的订单计入订单表中；可信硬件中存储交易成交记录，交易者的库存信息，和订单表；

步骤3.3：根据现在市场的交易价格(即订单表中的中间价)重新计算每位交易者的总资产，总资产＝当前保证金总额+仓位*(本轮清算价-上轮清算价)；

步骤3.4：如果某一位交易者的总资产小于维持保证金，则对改交易者进行强制平仓，取消其之前发布的在订单表中未被匹配的订单，并将其持有的仓位以最低价成交。

更进一步地，所述步骤4的具体过程为：

步骤4.1：当合约到期时，对于所有用户：保证金额＝原保证金额+仓位*(本期清算价-上期清算价)；并且所有交易者仓位更新为0；

步骤4.2：分三种情况分别计算用户保证金额：

对于仓位没有变动的用户：保证金额＝原保证金额+仓位*(本期清算价-上期清算价)；

对于仓位有变动，但不是强制平仓的用户：保证金额＝原保证金额+未变的仓位*(本期清算价-上期清算价)+变化的仓位*(成交价-上期清算价)；

对于被强制平仓的用户：保证金额＝原保证金额+∑变化的仓位*(成交价-上期清算价)。

进一步地，所述可信硬件为英特尔SGX可信处理器。

附图说明

图1是本发明实施的系统框架图。

图2是本发明实施的期货市场的流程图。

图3是本发明实施的变更交易者保证金的流程图。

具体实施方式

本发明主要基于区块链和智能合约，提出的一种能保证隐私安全的分布式期货市场。本方法充分考虑了期货市场交易中的隐私保护，通过利用可信的处理器技术Intel SGX来保护各用户的隐私以及订单匹配过程。通过本发明可取代第三方期货交易所，降低期货交易的佣金费用。

实现本发明提供的方法过程中，使用英特尔SGX作为可信处理器，利用C++编程完成智能合约的部署，智能合约在Solidity 0.4.4中实现。交易者需运用带有2.4GHz英特尔E5-26CPU的Linux服务器完成交易。同时使用了Tuffle框架与EntUnjs TESTPC进行测试。评估了密钥长度为128位，192位，256位的AES算法下的系统成本，发现密钥长度越长，系统开销越大；但是保密效果越好。改变交易者和订单数量，观察系统的内存消耗和系统耗时，发现是成正比的。同时，通过改变订单价格，交易者数量，发现当这些变量改变时，市场上的订单成交量符合传统期货交易市场的发展规律。

如图1所示，本发明的具体实施过程具体如下：

步骤1，将编程好的智能合约部署到Ethereum上。各交易者完成注册过程。

具体过程如下：

可信处理器SGX产生RSA密钥(PK,SK)，交易者产生自己独有的AES密钥，并用PK将自己的AES密钥加密并发送给SGX，SGX运用SK得到每个人的AES密钥。实施例中还分别模拟了AES长度为128位，192位，256位时，计算系统的时间开销，从而得出AES长度对系统开销的影响。

步骤2，交易者发布订单，并缴纳保证金。

具体过程如下：

分别模拟产生100，200，300，…，1000份订单，交易者使用AES密钥加密需要发布的买卖订单，并将订单发送给可信处理器SGX。订单信息包括交易者ID，交易者的保证金余额，以及加密的时间，价位，交易仓位。SGX使用步骤1中存储的AES密钥解密接受到的订单，从而得到交易者发布的订单。同时交易者需要向智能合约缴纳足够的保证金。保证金＝价位*交易仓位*α，α由市场机制决定，实施中采用20％。

步骤3，SGX对订单进行处理。

具体过程如下：

SGX按顺序对每一笔订单进行匹配，如果一个订单为买入(卖出)，存在另一笔订单为卖出(买入)且价格相同，则两笔订单以最小的合同量成交，若存在多个卖出(买入)价格相同的订单，则根据时间先后依次匹配，匹配先存入订单表的订单。并根据交易信息以及市场交易价格计算每位交易者的损益，计算每一位交易者(id＝i)的总资产：mi为账户保证金数额，Vi为持有仓位，Pm为本轮市场价，Pm’为上一轮市场价:

Ni＝mi+Vi*(Pm–Pm’)

若总资产小于维持保证金K，K＝|Vi|*Pm*β，(Vi为用户i持有仓位，Pm为本轮市场价，β由市场机制决定，实施中采用15％)则该交易者被强制平仓。

强制平仓的具体过程：

取消该交易者在订单表中的所有未被匹配的订单，然后将该交易者的总持有仓位按市场上的最低价进行成交，直至该交易者的总持有仓位为0，他被赶出期货市场。

在SGX中记录成交的合同数量和匹配价格，将未被匹配的订单计入订单表中。SGX中存储交易成交记录，交易者的库存信息，和订单表。

步骤4，智能合约对每个交易者的保证金进行调整。

具体过程如下：

在处理完100个订单后，即一轮结束后，SGX更新每个交易者的库存信息。

对于仓位没有变动的用户:保证金额＝原保证金额+仓位*(本期清算价-上期清算价)；

对于仓位有变动，但不是强制平仓的用户：保证金额＝原保证金额+未变的仓位*(本期清算价-上期清算价)+变化的仓位*(成交价-上期清算价)；

对于被强制平仓的用户：保证金额＝原保证金额+∑变化的仓位*(成交价-上期清算价)；

当合约到期时，对于所有用户：保证金额＝原保证金额+仓位*(本期清算价-上期清算价)。并且所有交易者仓位更新为0。

步骤5，将本轮交易的平均成交价、步骤4调整后用户的保证金数额、加密的交易者总持有仓位发送给智能合约，智能合约重新调整合约中存储的各交易者的保证金数额。

步骤6，合约到期后，智能合约根据每个交易者保证金账户余额发还保证金，每个交易者取回剩余保证金。

传统的期货市场中交易者的信息都被保存在交易所，可能存在信息泄露的问题，信息泄露之后就有可能被其它交易者攻击，逐出交易市场。而且传统交易所会根据你订单中交易的数量收取一定的手续费，订单中交易的数量越大，手续费越高。该发明和传统的期货市场对比：基于可信硬件进行计算，不存在信息泄露的安全威胁，可以保护交易者的隐私；用智能合约产生的交易费用很低，一笔订单大概会在以太坊中产生0.6$的交易费，与订单中想要交易的数量无关，极大地降低了交易者的交易费用。

本文中所描述的具体实施仅仅是对本发明精神作具体说明并评估实施结果。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (2)

1.一种基于区块链的期货交易方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：注册，所有的交易者向可信硬件进行注册，具体过程为：

步骤1.1：可信硬件生成一对非对称密钥对（PK,SK）；

步骤1.2：所有交易者生成对称密钥key，使用PK加密自己的密钥key，并发送给可信硬件；

步骤1.3：可信硬件使用SK进行解密得到每一个交易者的密钥key，并在可信硬件中存储所有交易者的key；

步骤2：在发布订单之前，交易者向智能合约缴纳一笔初始保证金，保证金=价位*交易仓位*α，存储在智能合约中；

步骤3：交易者发布订单，在可信硬件中进行期货市场操作，具体为：

步骤3.1：交易者使用key加密自己需要发布的买卖订单，可信硬件使用存储的交易者的key解密接受到的订单，从而得到交易者发布的订单；

步骤3.2：可信硬件对每一笔订单进行匹配，成交时修改成交双方对应的库存，在可信硬件中记录成交的合同数量和匹配价格，将未被匹配的订单计入订单表中；可信硬件中存储交易成交记录，交易者的库存信息，和订单表；

步骤3.3：根据现在市场的交易价格重新计算每位交易者的总资产，总资产=当前保证金总额+仓位*（本轮清算价-上轮清算价）；

步骤3.4：如果某一位交易者的总资产小于维持保证金，则对改交易者进行强制平仓，取消其之前发布的在订单表中未被匹配的订单，并将其持有的仓位以最低价成交；

步骤4：根据本轮的交易情况，调整每位交易者的保证金，具体为：

步骤4.1：当合约到期时，对于所有用户：保证金额 = 原保证金额 + 仓位*(本期清算价-上期清算价)；并且所有交易者仓位更新为0；

步骤4.2：分三种情况分别计算用户保证金额：

对于仓位没有变动的用户：保证金额 = 原保证金额 + 仓位*(本期清算价-上期清算价)；

对于仓位有变动，但不是强制平仓的用户：保证金额=原保证金额 + 未变的仓位*(本期清算价-上期清算价)+变化的仓位*（成交价-上期清算价）；

对于被强制平仓的用户： 保证金额=原保证金额+∑变化的仓位*（成交价-上期清算价）；

步骤5：将本轮交易的平均成交价、用户的保证金、加密的仓位发送给智能合约，智能合约重新调整交易者的保证金；

步骤6：合约到期后，智能合约根据每个交易者保证金账户余额发还保证金，每个交易者取回剩余保证金。

2.根据权利要求1所述的基于区块链的期货交易方法，其特征在于：所述可信硬件为英特尔SGX可信处理器。