CN110647553A - 一种基于区块链的电力交易合同管理方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于区块链的电力交易合同管理方法及系统，在存在由多个节点服务器共同运行维护的以太坊网络的基础上，本发明可以同时实现对合同的录入、查询及有效性验证三种功能。本发明利用了区块链技术固有的不可篡改、不可伪造、可追溯等优势，并且避免了智能合约可能存在的漏洞，使得电力交易合同管理变得更为安全可靠；同时采用将区块链与传统的分布式数据库相结合的方式，提高了检索效率。此外，本发明兼容现有的以太坊平台，可以直接使用。
Description
技术领域
本发明涉及电子合同管理技术领域，具体涉及一种基于区块链的电力交易合同管理方法及系统。
背景技术
区块链技术作为一种新型的分布式数据处理技术，具有不可篡改、不可伪造、可追溯等显著特性，可应用于包括数字金融、互联网自治等多个领域。利用该技术可在无中心信任机构存在的场景下，为彼此互不信任的实体建立信任联系，减少对中介的依赖，提升工作效率，并在一定程度上降低成本。因此，在电力市场化改革的大背景下，应用区块链技术实现去中心化的电力交易合同管理方法，不仅符合时代需求，还可以在提升安全性及可靠性的同时适当降低未来电力交易系统的构建及运行成本。
中国专利CN109145275A采用了基于智能合约的方式实现了交易合同管理，但因为智能合约可能存在严重的漏洞威胁，所以并不安全。中国专利CN107423980A采用了签名、加密等技术实现安全的合同管理，但所有合同内容被直接存储到区块链上，检索效率十分低下。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷与不足，本发明基于区块链技术提出一种去中心化的电力交易合同管理方法及系统，可以实现对合同的录入、查询及有效性验证三种功能。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于区块链的电力交易合同录入方法，包括以下步骤：
(1)电力合同甲方或者乙方在区块链任一节点上输入电力交易合同信息，包括合同版本号、序列号、起始时间、终止时间、甲方证书、乙方证书和合同详细内容在内的字段，以及其对上述所有字段的签名；
(2)验证输入的合法性，包括各字段的格式是否正确、起始时间是否早于终止时间、证书是否有效以及附上的签名是否为甲方或乙方对指定字段的有效签名；若验证均能通过，则输入合法，继续下一步；否则重新获取输入；
(3)调用以太坊平台的sendTansaction()方法基于该交易合同生成一笔新的以太坊交易，该交易的data字段被赋值为上述所有合法输入的哈希值；
(4)将上述所有合法输入及步骤(3)中生成的交易哈希值存入部署在区块链节点上的分布式数据库中。
进一步地，一份完整的合同由合同甲方及乙方分别调用一次电力交易合同录入方法录入。
进一步地，合同数据被存入至分布式数据库中时以合同序列号作为键值。甲方及乙方分别录入的合同数据除签名字段外均一致。步骤(4)具体为：
(4-1)将从步骤(1)获取的合同序列号作为键值搜索分布式数据库；
(4-2)若无返回结果，则将从步骤(1)获取的合法的版本号、起始时间、终止时间、甲方证书、乙方证书、详细内容、甲方或乙方签名及步骤(3)中生成的甲方或乙方交易哈希值直接插入数据库中由该合同序列号对应的记录的相应字段；
(4-3)若有返回结果，则将从步骤(1)获取的版本号、起始时间、终止时间、甲方证书、乙方证书以及详细内容与返回结果中的相应字段进行对比，若其中存在一个字段不同，则终止运行；否则将从步骤(1)获取的甲方或乙方签名及步骤(3)中生成的甲方或乙方交易哈希值直接插入数据库中由该合同序列号对应的记录的相应字段。
进一步地，步骤(1)中合同双方证书由第三方认证机构颁发，具体为：由权威的认证机构对用电大客户进行身份认证并颁发相应的证书；由拥有权威的认证机构下发的二级权限的售电端公司(如供电公司)对用电小客户进行身份认证并颁发相应的证书。所述证书中包含该交易实体的身份及公钥信息。
基于上述电力交易合同录入方法的一种合同查询方法，包括以下步骤：
(1)输入合同检索关键词或者完整的检索语句；
(2)判断输入的合法性，包括输入的格式以及检索语句的有效性；
(3)生成相应的检索语句并检索分布式数据库，得到合同查询结果。
基于上述电力交易合同录入方法的一种合同有效性验证方法，包括以下步骤：
(1)输入待验证的电力交易合同，包含合同版本号、序列号、起始时间、终止时间、甲方证书、乙方证书、合同详细内容，以及甲方和乙方分别对上述所有字段的签名；
(2)从分布式数据库中获取该合同的甲方及乙方交易哈希值；
(3)调用以太坊平台的getTansaction()方法，输入步骤(2)获取的两笔交易哈希值，分别获取该合同在两次录入时生成的两笔交易，根据返回交易的input字段(该字段对应于交易生成时的data字段)是否与步骤(2)生成的哈希值相等进行验证。
一种基于区块链的电力交易合同管理方法，包括：在存在由多个节点服务器共同运行维护的以太坊网络的基础上，用户实体分别调用运行在任意区块链节点上的上述合同录入、查询、有效性验证程序，以实现相应功能。
一种基于区块链的电力交易合同管理系统，包括：
合同录入模块，将电力交易合同的全部字段及通过调用以太坊平台sendTransaction()方法生成以太坊交易输出的交易哈希值分别录入分布式数据库，所述全部字段包括合同版本号、序列号、起始时间、终止时间、甲方证书、乙方证书和合同详细内容在内的字段，以及甲方和乙方对上述所有字段的签名；
合同查询模块及合同有效性验证模块，该模块调用以太坊平台的getTansaction()方法，分别获取待验证合同在两次录入时生成的两笔交易，根据返回交易的input字段是否与以太坊交易生成的待验证合同哈希值相等进行验证。
与现有技术相比，本发明的积极效果为：
本发明提供的方法利用了区块链技术固有的不可篡改、不可伪造、可追溯等优势，并且避免了智能合约可能存在的漏洞，使得电力交易合同管理变得更为安全可靠；同时采用将区块链与传统的分布式数据库相结合的方式，提高了检索效率。此外，本发明的交易合同管理方法兼容现有的以太坊平台，可以直接使用。
附图说明
图1为交易合同示例；
图2为认证架构示意图；
图3为参与实体关联示意图；
图4合同录入、查询及有效性验证流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例并配合所附图作详细说明如下。
一个交易合同应当包含两部分信息(如图1所示)：由多个字段构成的合同主体，及甲方和乙方对合同主体的签名。其中，合同主体包含版本号，用于标识当前版本，可以基于版本实现底层算法、合同版本等的更新功能；序列号为该合同的唯一标识，可以基于该序列号进行快速检索；起始时间及终止时间分别标识该合同开始及结束的时间；甲方证书及乙方证书分别标识参与本合同签订的双方，基于证书可以验证双方身份的合法性，同时证书中应包含各自的公钥，基于公钥可以验证各自签名的有效性。因为签名的不可伪造性及认证性可以确保该合同是由甲乙双方共同签署的。
所有交易实体证书的发放均遵循图2所示的认证架构。即由事先选定的权威的认证机构直接对用电大客户进行认证，即验证其身份的真实性，并为其颁发相应的证书。证书内包含认证过的用电大客户的身份信息(例如公司名称、地址等)及公钥信息。为了便于管理，供电端公司(例如供电局)可以被赋予二级权限，其可以进一步地对与之产生直接交易的用电小客户进行身份认证并为其颁发证书。此外，二级权限可以按照区域划分，以此来实现分区域的管理；二级权限也可以被继续划分为多级权限。
本发明涉及到的参与实体主要包括交易实体及区块链节点两种。区块链节点将共同运行区块链协议，建立区块链网络并为交易实体提供区块链服务，而涉及到的区块链服务主要是交易生成及交易查询服务。因为在区块链上进行基于内容的检索效率十分低下，所以本发明仅将合同哈希值记录到区块链中以便验证合同的完整性，而合同本身将被记录到数据库中以便实现快速的检索。因此，每个区块链节点还将被部署为一个传统的分布式数据库节点。如图3所示，两个交易实体A和B在线下就合同内容达成一致后，将各自连接一个区块链节点调用合同录入程序录入部分合同。其中，每个实体录入的部分合同是合同主体及其对该合同主体的签名。因此，两次合同录入的结果合并之后才能形成一个完整的交易合同，合同序列号作为合同的唯一标识可用于判断是否应该将两次录入的部分合同合并。
本发明设计的合同管理方法支持合同录入、查询及有效性验证三个功能，而每个功能均可以通过调用运行在区块链节点上的相应程序快捷地使用。为实现此三个功能，流程示意图如图4所示。
合同录入程序的调用者是参与合同签订的甲方或乙方：
1)调用者输入包括合同版本号、序列号、起始时间、终止时间、甲方证书、乙方证书和详细内容在内的合同主体，并附上其对合同主体的数字签名。
2)合同录入程序首先检查输入的合法性，包括各字段的格式、起始时间和终止时间之间的时间先后顺序以及附上的签名的有效性。其中附上的签名应该可以用合同主体中的甲方或乙方的公钥验证通过。若其中有任意一条不满足，则应该重新获取输入。若验证通过则调用区块链的交易生成方法生成一个新的区块链交易。为了达到合同完整性可验证的效果，该交易的Data字段被赋值为合同主体及签名的哈希值。最后，以合同序列号作为键值，并将合同主体、签名及成功生成交易后返回的交易哈希值作为一条记录存入数据库中。
进一步地，因为一个完整的合同分为两次录入。所以在插入新记录到数据库之前，应该用序列号作为键值搜索当前数据库。若无记录返回，则直接插入；否则，应当检查当前要插入的合同主体内容与返回记录的合同主体内容是否相同，若内容相同且待插入的签名与已有记录中的签名并非同一个实体对合同主体内容的签名，则在相应位置插入签名及交易哈希值，否则，返回已有记录及错误信息。此外，重复的插入以第一次插入为准。最终，在数据库中存储的交易合同表如表1所示。
表1.数据库-交易合同记录表
合同查询程序的调用者可以是参与合同签订的甲方或乙方或者是被允许的其他实体：
1)调用者输入需要检索的关键词或者是完整的检索语句。
2)合同查询程序在获取输入后，判断输入的格式是否正确或者是或者检索语句的有效性。在有必要的情况下，应该生成相应的检索语句并检索数据库。最后返回查询结果。
合同有效性验证程序的调用者可以是任意的实体：
1)调用者输入一份待验证的交易合同。
2)合同有效性验证程序首先计算合同主体内容分别和甲方签名及乙方签名的两个合同哈希值，然后从分布式数据库中获取与该合同相绑定的两个交易哈希值并以交易哈希值为输入分别调用以太坊的getTansaction()方法获取两次合同录入时生成的交易。接下来分别比对交易的input字段是否与合同哈希值相等。若均相等，则验证通过，否则验证不通过。最后，返回验证结果。
Claims (7)
1.一种基于区块链的电力交易合同录入方法，包括以下步骤：
(1)电力合同甲方或者乙方在区块链任一节点上输入电力交易合同信息，包括合同版本号、序列号、起始时间、终止时间、甲方证书、乙方证书和合同详细内容在内的字段，以及其对上述所有字段的签名；
(2)验证输入的合法性，包括各字段的格式是否正确、起始时间是否早于终止时间、证书是否有效以及附上的签名是否为甲方或乙方对指定字段的有效签名；若验证均能通过，则输入合法，继续下一步；否则重新获取输入；
(3)调用以太坊平台的sendTansaction()方法基于该交易合同生成一笔新的以太坊交易，该交易的data字段被赋值为上述所有合法输入的哈希值；
(4)将上述所有合法输入及步骤(3)中生成的交易哈希值存入部署在区块链节点上的分布式数据库中。
2.如权利要求1所述录入方法，其特征在于，步骤(1)中所述甲方证书和乙方证书由第三方认证机构颁发；所述证书中包含交易实体的身份及公钥信息。
3.如权利要求1所述录入方法，其特征在于，步骤(4)具体步骤如下：
(4-1)将从步骤(1)获取的合同序列号作为键值搜索分布式数据库；
(4-2)若无返回结果，则将从步骤(1)获取的合法的版本号、起始时间、终止时间、甲方证书、乙方证书、合同详细内容、甲方或乙方签名及步骤(3)中生成的甲方或乙方交易哈希值直接插入分布式数据库中该合同序列号对应的记录的相应字段；
(4-3)若有返回结果，则将从步骤(1)获取的合法的合同版本号、起始时间、终止时间、甲方证书、乙方证书以及详细内容与返回结果中的相应字段进行对比，若其中存在一个字段不同，则终止运行；否则将从步骤(1)获取的甲方或乙方签名及步骤(3)中生成的甲方或乙方交易哈希值直接插入数据库中由该合同序列号对应的记录的相应字段。
4.一种基于权利要求1所述电力交易合同录入方法的合同查询方法，包括以下步骤：
(1)输入合同检索关键词或者完整的检索语句；
(2)判断输入的合法性，包括输入的格式以及检索语句的有效性；
(3)生成相应的检索语句并检索所述分布式数据库，得到合同查询结果。
5.一种基于权利要求1所述电力交易合同录入方法的合同有效性验证方法，包括以下步骤：
(1)输入待验证的电力交易合同，包含合同版本号、序列号、起始时间、终止时间、甲方证书、乙方证书、合同详细内容，以及甲方和乙方分别对上述所有字段的签名；
(2)从分布式数据库中获取该合同的甲方及乙方交易哈希值；
(3)调用以太坊平台的getTansaction()方法，输入步骤(2)获取的两笔交易哈希值，分别获取该合同在两次录入时生成的两笔交易，根据返回交易的input字段是否与步骤(2)生成的哈希值相等进行验证。
6.一种基于区块链的电力交易合同管理方法，包括：在存在由多个节点服务器共同运行维护的以太坊网络的基础上，用户实体在任意区块链节点上采用权利要求1所述合同录入方法实现合同录入功能，采用权利要求4所述合同查询方法实现合同查询功能及采用权利要求5所述合同有效性验证方法实现合同有效性验证功能。
7.一种基于区块链的电力交易合同管理系统，包括：
合同录入模块，将电力交易合同的全部字段及通过调用以太坊平台sendTransaction()方法生成以太坊交易输出的交易哈希值分别录入分布式数据库，所述全部字段包括合同版本号、序列号、起始时间、终止时间、甲方证书、乙方证书和合同详细内容在内的字段，以及甲方和乙方对上述所有字段的签名；合同查询模块，该模块根据检索语句检索分布式数据库，得到合同查询结果；合同有效性验证模块，该模块调用以太坊平台的getTansaction()方法，分别获取待验证合同在两次录入时生成的两笔交易，根据返回交易的input字段是否与以太坊交易生成的待验证合同哈希值相等进行验证。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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