CN110378693A - 基于联盟区块链的分布式能源弱中心化交易管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于联盟区块链的分布式能源弱中心化交易管理系统，涉及区块链技术领域。该系统包括用户端模块和弱中心化管理模块，其中，弱中心化管理模块包括节点管理子模块、交易管理子模块、安全管理子模块、违约管理子模块和共识机制子模块。本发明利用弱中心化管理模块中的安全管理子模块对联盟区块链内电力点对点交易进行安全校核及阻塞管理，保障了微电网的安全，保障了买卖双方的隐私和交易数据安全。
Description
技术领域
本发明涉及区块链技术领域，具体涉及一种基于联盟区块链的分布式能源弱中心化交易管理系统。
背景技术
着社会日益发展，经济全球化和工业化进程的推进，全球对环境问题越发重视，对低碳、清洁、可再生能源的需求不断提高，对能源高效利用提出要求。自20世纪90年代以来，许多国家已开始对电力行业进行重大重组。我国多次的电力系统改革始终朝着市场化的方向不断推进。电力市场化改革放开了进入电力交易市场主体的限制，推动了售电侧市场主体的广泛化，是对电力系统的完善和优化。
现有方法通常利用区块链技术对电力系统进行完善和优化。区块链是一种P2P网络中的共享账本技术，它也是一种去中心化、去信任化、公开透明的分布式数据存储技术。
然而，区块链下的买卖双方间的电力交易数据信息在节点中是公开的，攻击者通过对交易数据信息进行分析和整理、分析不同电力买卖双方的账户之间的交易关系来恶意挖掘和利用他们之间的交易信息，使交易者的账户信息隐私的泄露，存在信息安全性差、买卖双方隐私难以保障的问题。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于联盟区块链的分布式能源弱中心化交易管理系统，解决了现有技术中信息安全性差、买卖双方隐私难以保障的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
本发明提供一种基于联盟区块链的分布式能源弱中心化交易管理系统，所述系统包括：
用户端模块，所述用户端模块用于交易节点处理交易数据，包括接收需求信息和发送需求信息；
弱中心化管理模块，所述弱中心化管理模块包括：
交易管理子模块，所述交易管理子模块获取联盟区块链交易节点的需求信息，并向联盟区块链内所有交易节点广播当前联盟区块链内所有需求信息，并等待交易节点对交易类型的选择；接受交易节点对交易类型的选择，若交易节点选择场外交易，则交易节点在联盟区块链内部通过通信功能进行协商，形成意向协议I1，若交易节点选择场内交易，则由弱中心化管理机构调用智能合约区块链匹配买卖双方交易节点，形成意向协议I2；
模块内安全管理子模块，所述模块内安全管理子模块以固定时段汇集该时段所有意向协议I1和所述意向协议I2，并对所述意向协议I1和所述意向协议I2进行安全校核和阻塞管理；返回交易节点满足安全要求的原意向协议Io或调整后的意向协议I3给交易节点，并由交易节点最终确认，形成最终的意向协议Iend，所述意向协议Iend存储于智能合约区块链。
优选的，所述用户端模块包括：
信息管理子模块，所述信息管理子模块用于接收来随机数R，并利用随机数R生成私钥s-key、公钥g-key及地址add并存储；
用户端交易管理子模块，所述用户端交易管理子模块用于形成需求信息，并广播交易需求信息；接收所有需求信息，并由用户决定参与场内交易或场外交易；接收由弱中心化管理模块的匹配后或阻塞管理后的意向协议，创建随机地址r_add，并按意向协议转移违约金及资金或电量。
优选的，所述弱中心化管理模块还包括节点管理子模块，所述节点管理子模块包括：
节点审核单元，所述节点审核单元用于审核用户节点，判断用户节点是否符合联盟区块链准入条件，若不符合联盟区块链准入条件，则拒绝用户节点加入，若符合联盟区块链准入条件，为用户节点分配的随机数R；
信息存储单元，所述信息存储单元用于接收节点审核单元通讯的交易节点的随机数R，接收用户端信息管理模块通讯的交易地址add，并存储用户随机数R及交易地址add。
优选的，所述节点管理子模块还包括：
信用管理单元，所述信用管理单元用于接收交易节点违约的信号；接收和广播全微电网的最终的意向协议Iend，记录各交易节点制定意向协议的次数，记为总交易次数tri；计算加入联盟区块链后的违约率oi；接收节点审核单元通讯的交易节点i初始失信率Inii，记录交易节点i的失信率Cri＝Inii+oi。
优选的，所述弱中心化管理模块还包括违约管理子模块，所述违约管理子模块用于接收到交易节点提供的违约金的随机地址的信号，提取违约金于违约金账户中；接收交易节点违约的信号，直接按照违约惩罚处理；接收交割成功信号，从违约金账户返还违约金于提取违约金的随机地址中。
优选的，所述弱中心化管理模块还包括共识机制子模块，所述共识机制子模块包括：
计算单元，所述计算单元用于求解区块链网络广播的问题，将计算出结果后由通讯单元广播到全网或接收到其他计算单元广播的求解结果及区块并对该求解结果进行验证；
代币单元，所述代币单元用于记录并存储获胜所获激励代币。
优选的，所述最终的意向协议Iend中包括电量、协议资金、交割时间、违约金、违约金最迟呈交时间、买卖双方交易节点存储协议电量及协议资金的随机地址和双方交易地址。
(三)有益效果
本发明提供了一种基于联盟区块链的分布式能源弱中心化交易管理系统。与现有技术相比，具备以下有益效果：
1、本发明利用弱中心化管理模块中的安全管理子模块对联盟区块链内电力点对点交易进行安全校核及阻塞管理，保障了微电网的安全，保障了买卖双方的隐私和交易数据安全。
2、本发明能为有需求的交易节点提供两种交易类型的选择，丰富了交易类型。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一种基于联盟区块链的分布式能源弱中心化交易管理系统的框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种基于联盟区块链的分布式能源弱中心化交易管理系统，解决了现有技术中信息安全性差、买卖双方隐私难以保障的问题。
本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
本发明实施例利用弱中心化管理模块中的安全管理子模块对联盟区块链内电力点对点交易进行安全校核及阻塞管理，保障联盟区块链安全，保障了买卖双方的隐私和交易数据安全。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
本发明实施例提供了一种基于联盟区块链的分布式能源弱中心化交易管理系统，如图1所示，所述系统包括：
用户端模块，所述用户端模块用于交易节点处理交易数据，包括接收需求信息和发送需求信息；
弱中心化管理模块，所述弱中心化管理模块包括：
交易管理子模块，所述交易管理子模块用于获取联盟区块链交易节点的需求信息，并向联盟区块链内所有交易节点广播当前联盟区块链内所有需求信息，并等待交易节点对交易类型的选择；接受交易节点对交易类型的选择，若交易节点选择场外交易，则交易节点在联盟区块链内部通过通信功能进行协商，形成意向协议I1，若交易节点选择场内交易，则由弱中心化管理机构调用智能合约区块链匹配买卖双方交易节点，形成意向协议I2；
模块内安全管理子模块，所述模块内安全管理子模块用于以固定时段汇集该时段所有意向协议I1和所述意向协议I2，并对所述意向协议I1和所述意向协议I2进行安全校核和阻塞管理；返回交易节点满足安全要求的原意向协议Io或调整后的意向协议I3给交易节点，并由交易节点最终确认，形成最终的意向协议Iend，所述意向协议Iend存储于智能合约区块链。
本发明实施例利用弱中心化管理模块中的安全管理子模块对联盟区块链内电力点对点交易进行安全校核及阻塞管理，保障了微电网的安全，保障了买卖双方的隐私和交易数据安全。
本发明实施例能为有需求的交易节点提供两种交易类型的选择，丰富了交易类型。
下面对本发明实施例中的系统进行详细的描述：
本发明实施例的一种基于联盟区块链的分布式能源弱中心化交易管理系统，包括用户端模块和弱中心化管理模块。
用户端模块包括信息管理子模块和用户端交易管理子模块。
信息管理子模块用于接收来自节点管理模块节点审核单元的通讯的随机数R，并利用随机数R生成私钥s-key、公钥g-key及地址add并存储。
用户端交易管理子模块用于通过有需求的交易节点设置，形成需求信息，并广播交易需求信息；接收所有需求信息，并由用户决定参与场内交易或场外交易，若选择场内交易，则等待弱中心化管理模块的交易管理子模块的匹配结果；若选择场外交易，则选择交易节点进行通讯协商；接收由弱中心化管理模块的匹配后或阻塞管理后的意向协议，创建随机地址r_add，并按意向协议转移违约金及资金或电量。交割完成后，接收交割成功信号10分钟后，在区块链内搜寻该交易信息，记录存储该交易信息的区块的区块高度。
弱中心化管理模块是指对交易节点及交易过程进行管理与控制的处理器，其包括：节点管理子模块、交易管理子模块、安全管理子模块、违约管理子模块和共识机制子模块。
其中，节点管理子模块包括：节点审核单元、信息存储单元和信用管理单元。
节点审核单元用于追溯用户节点的历史数据地址，审核信用情况具体为通过审核的用户节点若在历史交易中存在信用问题，如违约、欺诈等行为，由节点审核单元记录并通讯信用管理单元该交易节点的初始失信率Inii。为未通过审核的节点发送“拒绝申请”信号，为通过审核的节点分配并发送随机数R，并通讯信息存储单元及用户端信息管理模块该随机数R。
需要说明的是：交易节点是指通过审核的用户节点，其具有在联盟区块链内发送交易申请的功能。
信息存储单元用于接收节点审核单元通讯的交易节点的随机数R，接收用户端信息管理模块通讯的交易地址add，并存储用户随机数R及交易地址add。
信用管理单元用于接收交易节点违约的信号，任意交易节点满足违约条件即自动发送“违约”信号至信用管理单元，记录违约的用户节点“违约一次”，违约次数wi依次累加。接收和广播全微电网的最终的意向协议Iend，记录各交易节点制定意向协议的次数，记为总交易次数tri。同时，计算加入联盟区块链后的违约率oi(违约率oi＝违约次数wi/总交易次数tri)。接收节点审核单元通讯的交易节点i初始失信率Inii，记录交易节点i的失信率Cri＝Inii+oi。
交易管理子模块用于接收联盟区块链内交易节点的需求信息，调用智能合约区块链中的交易匹配算法匹配买卖双方交易节点，并告知相应交易节点。具体为：接收联盟区块链交易节点的需求信息，并向联盟区块链内所有交易节点广播当前联盟区块链内所有需求信息，并等待交易节点对交易类型的选择；接受交易节点对交易类型的选择，若交易节点选择场外交易，则交易节点在联盟区块链内部通过通信功能进行协商，形成意向协议I1，若交易节点选择场内交易，则由弱中心化管理机构调用智能合约区块链匹配买卖双方交易节点，形成意向协议I2。
安全管理子模块用于以固定时段汇集该时段所有意向协议I1和所述意向协议I2，并对所述意向协议I1和所述意向协议I2进行安全校核和阻塞管理；返回交易节点满足安全要求的原意向协议Io或调整后的意向协议I3给交易节点，并由交易节点最终确认，形成最终的意向协议Iend，所述意向协议Iend存储于智能合约区块链。
违约管理子模块用于接收到交易节点提供的违约金的随机地址的信号，提取违约金于违约金账户中；接收交易节点违约的信号，直接按照违约惩罚处理，不再予以返还违约金；接受到“交割成功”信号，从违约金账户返还违约金于提取违约金的随机地址中。
共识机制子模块包括计算单元和代币单元，其中计算单元，求解区块链网络广播的问题，将计算出结果后由通讯单元广播到全网或接收到其他计算单元广播的求解结果及区块并对该求解结果进行验证。代币单元，记录并存储获胜所获激励代币。
通过本发明实施例的一种基于联盟区块链的分布式能源弱中心化交易管理系统，能实现对联盟区块链内电力点对点交易进行安全校核及阻塞管理，保障了微电网的安全，保障了买卖双方的隐私和交易数据安全。
下面通过一个完整点对点电力交易的流程对本发明实施例的一种基于联盟区块链的分布式能源弱中心化交易管理系统进行详细描述：
需要说明的是是在本发明实施例中：
在大电网范围内包括若干个联盟区块链，在所述若干个联盟区块链中均设置一个弱中心化管理模块；
参与交易的联盟区块链中包括买卖双方的交易节点；
S1、当未加入且有意愿加入联盟区块链的用户节点通过用户端模块向弱中心化管理模块发送申请信息，其中，申请信息包括个人信息和存储历史交易数据的历史数据地址。
S2、弱中心化管理模块的中的节点审核单元审核用户节点，判断用户节点是否符合联盟区块链准入条件，若不符合联盟区块链准入条件，则拒绝用户节点加入，若符合联盟区块链准入条件，为用户节点分配的随机数R。具体为：节点审核单元通过历史数据地址追溯用户节点的历史数据，核证节点的某些关键指标如欺诈行为、违约行为等，判断用户节点是否符合既定的联盟区块链准入条件。未通过审核的用户节点则接收节点审核单元“拒绝申请”的信号。通过审核的节点将获得由节点审核单元随机分配的随机数R，并由节点审核单元记录通过审核的节点数，记录为N。若符合准入条件但存在信用问题，即出现违约、欺诈等行为则由节点管理模块记录为初始失信率Inii。
S3、用户端模块的信息管理子模块基于随机数R产生私钥，通过私钥在联盟区块链中产生交易节点。具体为，信息管理子模块通过SHA256算法利用随机数R产生私钥s-key，然后利用椭圆曲线算法通过私钥s-key产生公钥g-key和产生用于交易的交易地址add，通讯弱中心化管理模块中的节点管理模块，产生交易地址即在联盟区块链中产生交易节点，交易节点下载全部历史区块链数据。
需要说明的是，S1～S3这三个只在用户节点第一次加入参与交易的联盟区块链时，当用户第二次进行交易在该联盟区块链中进行交易时，并不需要再次审核；当用户第一次加入大电网范围内其他的联盟区块链，需由其他联盟区块链内弱中心化管理模块进行审核。
S4、弱中心化管理模块的交易管理子模块获取联盟区块链交易节点的交易请求。具体为：
交易管理子模块接收联盟区块链中交易节点的需求信息。需要说明的是，需求信息是由用户端发出。需求信息包括电量q、电价p、交易地址add、公钥g-key、由私钥加密交易需求所生成的电子签名sig、用电时间t及违约金p_fund。
对于需求信息中的电子签名sig，具体来说，是该需求信息的发出节点通过hash函数将交易需求信息(电量q、电价p、交易地址add、用电时间t及违约金p_fund)加密后形成信息摘要inf_abst1，再利用私钥s-key加密信息摘要inf_abst1所生成的。
该需求信息的发出交易节点通过同时发送交易需求信息、电子签名sig及公钥g-key可以保障交易需求信息的真实性。其中，真实性的判断过程如下：通过公钥g-key解密电子签名sig即可查看加密前的信息摘要inf_abst1，再次利用公钥g-key对交易需求信息加密获得信息摘要inf_abst2，并对比信息摘要inf_abst1与信息摘要inf_abst2的一致性即可判断信息的真实性。
S5、交易管理子模块接收交易节点对交易类型选择，若交易节点选择场外交易，则交易节点在联盟区块链内部通过通信功能进行协商，形成意向协议I1，若交易节点选择场内交易，则由交易管理子模块调用智能合约区块链匹配买卖双方交易节点，形成意向协议I2。具体为：
联盟区块链内所有交易节点接收到当前联盟区块链内所有交易请求，并等待交易节点对交易类型的选择。
有意愿进行场外交易的交易节点通过用户端交易管理子模块选择进行场外交易。并在联盟区块链内部通过通信功能进行协商，最终确定意向协议I1。在协商过程中，买卖双方交易节点可向弱中心化管理模块申请查询对方交易地址add的违约情况，综合步骤S4中的需求信息给出的报价，需求电量及违约金考虑，经过一轮或多轮协商最终确定意向协议I1。
有意愿进行场内交易的交易节点通过用户端交易管理子模块选择进行场内交易。并等待由弱中心化管理模块内交易管理子模块通过调用智能合约区块链S中的匹配算法匹配买卖双方交易节点，形成意向协议I2。
其中，意向协议I1、I2包括电量q，协议资金p，交割时间t,违约金p_fund及违约金最迟呈交时间lt。
S6、弱中心化管理模块的安全管理子模块以固定时段汇集该时段所有意向协议I1和所述意向协议I2，并对所述意向协议I1和所述意向协议I2进行安全校核和阻塞管理。具体为：
每固定时段，如1小时，安全管理子模块汇集该时段所有意向协议I1、I2，并对其进行安全校核，并调用阻塞管理区块链C中阻塞管理算法进行阻塞管理。
其中，安全校核是安全管理子模块运用潮流方程，参考意向协议I1、I2中的电量q、用电时间t以及线路参数计算交易达成后各线路的潮流，并与线路最大潮流进行比较，校核各个交易是否满足安全要求。满足安全要求的线路交易无需进行阻塞管理，由弱中心化管理模块将原意向协议Io返回对应交易节点，其中Io是指满足安全要求的意向协议I1、I2。
阻塞管理是通过调用阻塞管理区块链C中阻塞管理算法实现，其中，首先利用潮流追踪算法求解阻塞线路潮流的来源，再在调整成本最小的目标下调整阻塞线路的功率来源线路的功率分配。具体来说，调整各支线路的功率的分配，在阻塞线路减少功率，将功率分配至未阻塞线路)直到检验输电线路无阻塞现象，确定调整后的意向协议Γ＝(I31，I32,…,I3k)，其中k＝1,2,…,n，n为调整的意向协议数。
S7、安全管理子模块返回交易节点满足安全要求的原意向协议Io或调整后的意向协议I3给交易节点，并由交易节点最终确认，形成最终的意向协议Iend，所述意向协议Iend存储于智能合约区块链。具体为：
安全校核及阻塞管理完成后，形成意向协议约定时段最优交易调整方案，安全管理子模块通过通讯功能将调整后的意向协议I3返回相应交易节点。联盟区块链中买卖双方交易节点接收满足安全要求的原意向协议Io及调整后的意向协议I3，并在Io及I3内添加随机地址r_add及各自交易地址add，并最终确认该意向协议，形成最终的意向协议Iend，并广播全网。
其中：最终的意向协议Iend中包括：电量qI，协议资金pI，交割时间t，违约金p_fund，违约金最迟呈交时间lt，买卖双方交易节点存储协议电量及协议资金的随机地址(r_addq、r_addf)，及双方交易地址add。
对于该随机地址，买卖双方交易节点创建随机地址，分别从各自资金存储地址f_add及电量存储地址q_add提取协议资金及电量存储于随机地址中，并将随机地址r_addq及r_addf记录于意向协议中。
S8、每10分钟，区块链中将会广播一个问题，由各共识机制模块中计算单元选择区块链网络内部分意向协议Iend打包并对该问题进行求解，通过求解问题来竞争记账权，求解获得结果的弱中心化管理模块将求解结果及打包数据形成的区块向联盟区块链内所有节点广播。
S9、其他弱中心化管理模块的共识机制计算节点接收到广播的求解结果及区块并对该求解结果进行验证，验证正确则将该区块接入其存储的智能合约区块链的最长链，完成意向协议的打包存储，并将新的区块链广播给联盟区块链内全部交易节点。该被记录的区块的打包者即胜利者将获得激励代币，激励代币将由共识机制模块内计算节点代币单元记录并存储。
在各联盟区块链内部，经过各弱中心化管理模块对最新区块链的广播，所有交易节点均更新各自存储的区块链数据信息，即将最新区块添加到已存储的区块链数据中。
需要说明的是，步骤S8～S9是现有技术PoW共识机制运用在本实施例上的具体过程。
S10、买卖双方交易节点按照最终的意向协议Iend，从资金存储地址提取意向协议中约定的违约金，将违约金存于临时生成的随机地址.具体为：
联盟区块链内买卖双方交易节点的通过用户端交易管理子模块按照最终被记录于智能合约区块链S的意向协议，从各自资金存储地址f_addb，f_adds提取意向协议中约定的违约金p_fundb，p_funds分别于其各自临时生成的随机地址r_addb,r_adds，并通过通讯功能告知弱中心化管理模块该随机地址。
S11、弱中心化管理模块的违约管理子模块获取随机地址并提取买卖双方交易节点约定的违约金，若某方或买卖双方交易节点违约金未在意向协议Iend约定最迟呈交违约金时间前置于随机地址并告知弱中心化管理模块，意向协议Iend由于未满足触发条件则作废，且记录未交违约金方的交易节点违约一次，更新违约率及失信率。具体为：
违约管理子模块获取随机地址r_addb，r_add，并提取买卖双方交易节点约定的违约金p_fundb，p_funds。若某方或买卖双方交易节点违约金未在意向协议Iend约定最迟呈交违约金时间lt前置于随机地址并告知弱中心化管理模块，意向协议Iend由于未满足触发条件则作废，且还将由违约管理子模块记录该方或买卖双方交易节点违约一次，更新违约率oi及失信率Cri。接下来，由交易管理子模块通讯买卖双方交易节点二次确定意向协议。确定意向协议后重复步骤S6～S10。
违约金未在意向协议Iend约定最迟呈交违约金时间lt前置于随机地址的行为属于违约行为，对于违约的交易节点执行违约惩罚措施。
S12、在意向协议Iend约定的时间到达之时，若任意买卖双方发生违约行为，违约管理子模块对其责任方进行违约惩罚，且违约的交易节点将被记录违约一次，更新的违约率和失信率。具体为：
意向协议未作废的情况下，在意向协议Iend约定的时间t到达之时，若任意交易方发生下列违约行为：买方在意向协议约定交割时间t时随机地址中协议资金不足p<pI、卖方用户在意向协议Iend约定交割时间t时随机地址中电量未达到约定电量q<qI；违约管理子模块则会按照自拟定的惩罚措施对其责任方进行惩罚，且违约的交易节点将记录“违约一次”，同时记录交易节点i的违约率oi(违约次数wi/总交易次数tri)，并更新交易节点i失信率Cri。
需要说明的时，还存在一个特殊的协商违约行为，协商违约行为是指买卖双方交易节点在合约执行前，向弱中心化管理模块提出违约申请，弱中心化管理模块对买卖双方进行违约惩罚。这种违约行为并不影响交易节点的违约率和失信率。
上述的违约惩罚包括：
情况一、买方在意向协议Iend执行时随机地址中协议资金不足。此时买方为责任方。首先，由于不足购电费用不符合合约的触发条件，因此合约无法正常执行，即电量不会发生转移。违约管理子模块则扣除卖方违约金p_fundb作为惩罚，用以支付购电费用及维持自身运营。
情况二、卖方用户在意向协议Iend执行时随机地址中电量未达到约定电量，此时卖方为责任方；首先，由于电量未到达约定电量不符合合约的触发条件，因此合约无法正常执行，即协议资金不会发生转移。买方随即参与现货交易市场，参与辅助服务交易，所产生的费用与协议资金pI的差值由卖方的违约金p_funds承担。同时剩余违约金由违约管理子模块扣除作为运营费用。
情况三、买卖双方交易节点在意向协议Iend执行前，通过用户端模块前向弱中心化管理模块提出违约申请，则违约管理子模块扣除双方全部违约金，即p_fundb+p_funds。
S13、在意向协议Iend约定的交割时间到达之时，若无违约行为，交易正常进行，存储于智能合约区块链中的意向协议Iend自动触发，并同时完成协议资金及电量从买卖双方的随机地址间的相互转移，交割完成，且账户中的违约金分别返还至原提取违约金的随机地址。具体为：
意向协议Iend未作废的情况下，在意向协议Iend约定的交割时间t到达之时，若无违约行为，交易正常进行，存储于智能合约区块链S中的意向协议Iend自动触发，并同时完成协议资金及电量从两随机地址(r_addq、r_addf)间的相互转移，交割完成，弱中心化管理模块返回“交割成功”信号给违约管理模块，违约管理模块提取违约金账户中的违约金p_fundb，p_funds分别返还至原提取违约金的随机地址r_addb,r_adds。
S14、交割完成，在区块链内搜寻该交易信息，记录存储该交易信息的区块的区块高度。具体为：
交割完成，弱中心化管理模块同时返回“交割成功”信号给用户端，由用户端的交易管理模块接收。接收“交割成功”信号10分钟后，在区块链内搜寻该交易信息，记录存储该交易信息的区块的区块高度。
S15、交易信息通过PoW共识机制由最快求解的弱中心化管理模块打包成块，加入数据存储区块链中。
综上所述，与现有技术相比，具备以下有益效果：
1、本发明实施例利用弱中心化管理模块中的安全管理子模块对联盟区块链内电力点对点交易进行安全校核及阻塞管理，保障了微电网的安全，保障了买卖双方的隐私和交易数据安全。
2、本发明实施例能为有需求的交易节点提供两种交易类型(场内交易和场外交易)的选择，丰富了交易类型。
3、本发明实施例利用联盟区块链使共识机制由各微网的弱中心化管理模块实现，而不是全节点，大大减少了算力的浪费。
4、本发明实施例通过智能合约区块链管理智能合约，保障电力市场机制和电能及资产的自动执行，可以确保交易高效且准确。
需要说明的是，通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种基于联盟区块链的分布式能源弱中心化交易管理系统，其特征在于，所述系统包括：
用户端模块，所述用户端模块用于交易节点处理交易数据，包括接收需求信息和发送需求信息；
弱中心化管理模块，所述弱中心化管理模块包括：
交易管理子模块，所述交易管理子模块获取联盟区块链交易节点的需求信息，并向联盟区块链内所有交易节点广播当前联盟区块链内所有需求信息，并等待交易节点对交易类型的选择；接受交易节点对交易类型的选择，若交易节点选择场外交易，则交易节点在联盟区块链内部通过通信功能进行协商，形成意向协议I1，若交易节点选择场内交易，则由弱中心化管理机构调用智能合约区块链匹配买卖双方交易节点，形成意向协议I2；
模块内安全管理子模块，所述模块内安全管理子模块以固定时段汇集该时段所有意向协议I1和所述意向协议I2，并对所述意向协议I1和所述意向协议I2进行安全校核和阻塞管理；返回交易节点满足安全要求的原意向协议Io或调整后的意向协议I3给交易节点，并由交易节点最终确认，形成最终的意向协议Iend，所述意向协议Iend存储于智能合约区块链。
2.如权利要求1所述的基于联盟区块链的分布式能源弱中心化交易管理系统，其特征在于，所述用户端模块包括：
信息管理子模块，所述信息管理子模块用于接收来随机数R，并利用随机数R生成私钥s-key、公钥g-key及地址add并存储；
用户端交易管理子模块，所述用户端交易管理子模块用于形成需求信息，并广播交易需求信息；接收所有需求信息，并由用户决定参与场内交易或场外交易；接收由弱中心化管理模块的匹配后或阻塞管理后的意向协议，创建随机地址r_add，并按意向协议转移违约金及资金或电量。
3.如权利要求2所述的基于联盟区块链的分布式能源弱中心化交易管理系统，其特征在于，所述弱中心化管理模块还包括节点管理子模块，所述节点管理子模块包括：
节点审核单元，所述节点审核单元用于审核用户节点，判断用户节点是否符合联盟区块链准入条件，若不符合联盟区块链准入条件，则拒绝用户节点加入，若符合联盟区块链准入条件，为用户节点分配的随机数R；
信息存储单元，所述信息存储单元用于接收节点审核单元通讯的交易节点的随机数R，接收用户端信息管理模块通讯的交易地址add，并存储用户随机数R及交易地址add。
4.如权利要求3所述的基于联盟区块链的分布式能源弱中心化交易管理系统，其特征在于，所述节点管理子模块还包括：
信用管理单元，所述信用管理单元用于接收交易节点违约的信号；接收和广播全微电网的最终的意向协议Iend，记录各交易节点制定意向协议的次数，记为总交易次数tri；计算加入联盟区块链后的违约率oi；接收节点审核单元通讯的交易节点i初始失信率Inii，记录交易节点i的失信率Cri＝Inii+oi。
5.如权利要求1所述的基于联盟区块链的分布式能源弱中心化交易管理系统，其特征在于，所述弱中心化管理模块还包括违约管理子模块，所述违约管理子模块用于接收到交易节点提供的违约金的随机地址的信号，提取违约金于违约金账户中；接收交易节点违约的信号，直接按照违约惩罚处理；接收交割成功信号，从违约金账户返还违约金于提取违约金的随机地址中。
6.如权利要求1所述的基于联盟区块链的分布式能源弱中心化交易管理系统，其特征在于，所述弱中心化管理模块还包括共识机制子模块，所述共识机制子模块包括：
计算单元，所述计算单元用于求解区块链网络广播的问题，将计算出结果后由通讯单元广播到全网或接收到其他计算单元广播的求解结果及区块并对该求解结果进行验证；
代币单元，所述代币单元用于记录并存储获胜所获激励代币。
7.如权利要求1所述的基于联盟区块链的分布式能源弱中心化交易管理系统，其特征在于，所述最终的意向协议Iend中包括电量、协议资金、交割时间、违约金、违约金最迟呈交时间、买卖双方交易节点存储协议电量及协议资金的随机地址和双方交易地址。
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