CN113065135B - 一种基于区块链的光伏可信隐私计量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明利用一种基于区块链的光伏可信隐私计量的方法,包括有发电量存证智能合约用于处理每个企业的光伏发电设备的碳排放量以及历史明细；数字身份智能合约用于处理每个企业的光伏发电设备的数字身份，需要经过审定监管机构认证，通过本发明企业通过生产绿色电从而获得了碳排放权，该碳排放权的多少由发电量基于一定的方法学转化而来。企业可以将碳排放权转变为碳资产，从而获利。本发明用于解决可信的采集发电量、可信认证将发电量转化为碳排放量，以便后续进行碳资产的开发。

Description

一种基于区块链的光伏可信隐私计量的方法
技术领域
本发明属于区块链领域, 具体涉及基于一种基于区块链的光伏可信隐私计量方法。
背景技术
目前光伏发电的能量回收周期仅为1.3年，而其使用寿命为25年，也就是说在约24年里光伏发电都是零碳排放。光伏和风机这类可再生能源技术，在发电过程中不需要额外的耗材，因此在长达20多年的生命周期中，光伏等技术的能耗与碳排放仅发生在部署时组件和风机的生产环节。发电技术原理的根本不同决定了可再生能源的“清洁性”。目前，国内各试点的碳价约15至50元/吨。初步估计，从长期来看，300元/吨的碳价是真正能够发挥低碳绿色引导作用的价格标准。如果以当前七个试点地区的碳价平均标准来测算，碳市场现货交易规模可能会达到12亿到80亿元。企业通过生产绿色电从而获得了碳排放权，该碳排放权的多少由发电量基于一定的方法学转化而来。企业可以将碳排放权转变为碳资产，从而获利。本发明解决如何可信的采集发电量、如何可信地使用认证的方法学将发电量转化为碳排放量、如何不可篡改的保存，以便后续进行碳资产的开发。
发明内容
为克服现有技术的不足, 本发明提供一种基于区块链的光伏可信隐私计量的方法, 为达此目的, 本发明采用以下技术方案：包括以下步骤：
步骤一：构建可信计算环境，所述可信计算环境用于验证原始数据，以及构建发电量转化为碳排放的数据，并且发电量转化为碳排放的数据发送到区块链系统中，把 获取发电量原始数据，区块链系统包括有发电量存证智能合约、数字身份智能合约 碳排放智能合约、碳排放转化方法智能合约；发电量转化为碳排放的方法（算法）由审定监管机构维护并上链，做到公开透明。可信计算环境定时（每天）从区块链获取：发电量存证智能合约中每个企业的光伏发电设备的今日碳排放量（发电量加盐后的哈希值值）；碳排放转化方法智能合约中转化算法。按照设备维度，依次：从原始数据存储系统中获得发电量原始数据以及对应盐（随机字符串），将发电量数据经过加盐处理（混淆随机生成的字符串）计算发电量哈希值，然后与链上获得的发电量哈希值进行对比，确保数据未被篡改。如果验证通过，则通过碳排放转化方法智能合约中转化算法将发电量转化为碳排放量。然后使用可信计算环境的私钥为转化后的碳排放量签名发送到区块链碳排放智能合约中。碳排放智能合约验证可信计算环境的签名，如果正确，则为相应的企业的光伏发电设备更新碳排放余额和历史明细。光伏发电设备的数字身份由企业提出申请、审定监管机构进行认证。具体的认证方法是：光伏发电设备需要在其内部的安全芯片中植入唯一私钥，改私钥在审定监管机构的监管下灌入，无法复制和篡改，用于保证设备身份的唯一性。
光伏发电设备内置可信计算环境，发电量数据的采集、签名和上报程序运行在可信计算环境内，该程序经过审定监管机构的认证，可信计算环境保证了该程序不能被篡改。
首先光伏发电设备将发电量数据经过加盐处理（混淆随机生成的字符串），然后计算混淆后的发电量哈希值，将该哈希值直接或者通过中间机器转发上链，保证发电量数据的隐私；然后将发电量明文数据和随机生成的字符串（加盐）上报到原始数据存储系统。
原始数据存储系统包括有设备发电量，设备发电量存储光伏发电设备/网关发送发电量原始数据；所述可信计算环境从原始数据存储系统获取发电量原始数据；
光伏发电设备和网关模块包括有通讯模块、私钥保存、安全芯片，并且把发电量哈希值发到区块链系统上；发电量存证智能合约：每个企业的光伏发电设备的碳排放量以及历史明细；数字身份智能合约：企业和光伏发电设备的数字身份，需要经过审定监管机构认证；碳排放智能合约：每个企业的光伏发电设备的碳排放量以及历史明细；碳排放转化方法智能合约：存放发电量转化为碳排放算法；审定监管机构包括有身份认证、碳排放审定；用于和区块链系统上的认证身份；企业运营光伏发电设备，光伏发电设备产生碳排放，碳排放量的主体是企业。所以首先我们要为企业区块链上建立完整的数字身份，便于后续进行碳资产的开发和交易。企业的信息由审定监管机构进行认证并签发认证声明。通过认证的身份体系、可信采集和可信转化等技术，在保护发电量数据隐私的情况下保证碳排放量的可信计量。后续在审定监管机构的指导下，企业可以依据此碳排放量寻求场内或者场外交易，充分激活碳资产交易市场。
具体实施方式
下面结合具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本发明技术方案基于流水线多轮投票容错协议过程为：步骤一：构建可信计算环境，所述可信计算环境用于验证原始数据，以及构建发电量转化为碳排放的数据，并且发电量转化为碳排放的数据发送到区块链系统中，把 获取发电量原始数据，区块链系统包括有发电量存证智能合约、数字身份智能合约 碳排放智能合约、碳排放转化方法智能合约；发电量转化为碳排放的方法（算法）由审定监管机构维护并上链，做到公开透明。可信计算环境定时（每天）从区块链获取：发电量存证智能合约中每个企业的光伏发电设备的今日碳排放量（发电量加盐后的哈希值值）；碳排放转化方法智能合约中转化算法。按照设备维度，依次：从原始数据存储系统中获得发电量原始数据以及对应盐（随机字符串），将发电量数据经过加盐处理（混淆随机生成的字符串）计算发电量哈希值，然后与链上获得的发电量哈希值进行对比，确保数据未被篡改。如果验证通过，则通过碳排放转化方法智能合约中转化算法将发电量转化为碳排放量。然后使用可信计算环境的私钥为转化后的碳排放量签名发送到区块链碳排放智能合约中。碳排放智能合约验证可信计算环境的签名，如果正确，则为相应的企业的光伏发电设备更新碳排放余额和历史明细。 光伏发电设备的数字身份由企业提出申请、审定监管机构进行认证。具体的认证方法是：光伏发电设备需要在其内部的安全芯片中植入唯一私钥，改私钥在审定监管机构的监管下灌入，无法复制和篡改，用于保证设备身份的唯一性。
光伏发电设备内置可信计算环境，发电量数据的采集、签名和上报程序运行在可信计算环境内，该程序经过审定监管机构的认证，可信计算环境保证了该程序不能被篡改。
首先光伏发电设备将发电量数据经过加盐处理（混淆随机生成的字符串），然后计算混淆后的发电量哈希值，将该哈希值直接或者通过中间机器转发上链，保证发电量数据的隐私；然后将发电量明文数据和随机生成的字符串（加盐）上报到原始数据存储系统。
原始数据存储系统包括有设备发电量，设备发电量存储光伏发电设备/网关发送发电量原始数据；所述可信计算环境从原始数据存储系统获取发电量原始数据；
光伏发电设备和网关模块包括有通讯模块、私钥保存、安全芯片，并且把发电量哈希值发到区块链系统上；发电量存证智能合约：每个企业的光伏发电设备的碳排放量以及历史明细；数字身份智能合约：企业和光伏发电设备的数字身份，需要经过审定监管机构认证；碳排放智能合约：每个企业的光伏发电设备的碳排放量以及历史明细；碳排放转化方法智能合约：存放发电量转化为碳排放算法；审定监管机构包括有身份认证、碳排放审定；用于和区块链系统上的认证身份；企业运营光伏发电设备，光伏发电设备产生碳排放，碳排放量的主体是企业。所以首先我们要为企业区块链上建立完整的数字身份，便于后续进行碳资产的开发和交易。企业的信息由审定监管机构进行认证并签发认证声明。通过认证的身份体系、可信采集和可信转化等技术，在保护发电量数据隐私的情况下保证碳排放量的可信计量。后续在审定监管机构的指导下，企业可以依据此碳排放量寻求场内或者场外交易，充分激活碳资产交易市场。
以上所述, 仅为本发明较佳的具体实施方式, 但本发明的保护范围并不局限于此, 任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内, 可轻易想到的变化或替换, 都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此, 本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
有益效果：企业通过生产绿色电从而获得了碳排放权，该碳排放权的多少由发电量基于一定的方法学转化而来。企业可以将碳排放权转变为碳资产，从而获利。本发明解决如何可信的采集发电量、如何可信地使用认证的方法学将发电量转化为碳排放量、如何不可篡改的保存，以便后续进行碳资产的开发。

Claims (1)

1.一种基于区块链的光伏可信隐私计量的方法, 其特征在于, 包括有：
步骤一：发电量存证智能合约用于处理每个企业的光伏发电设备的碳排放量以及历史明细；碳排放智能合约在验证签名后，为相应的企业的光伏发电设备更新碳排放余额和历史明细；审定监管机构使用数字身份智能合约处理每个企业的光伏发电设备的数字身份，数字身份需要经过审定监管机构认证；
步骤二：碳排放智能合约用于处理每个企业的光伏发电设备的碳排放量以及历史明细；碳排放转化方法智能合约用于存放发电量转化为碳排方法；
步骤三：审定监管机构开始运行身份认证步骤、碳排放审定步骤，用以处理区块链系统上的认证身份；
步骤四：构建可信计算环境，所述可信计算环境用于验证发电量原始数据，以及开始构建发电量数据A转化为碳排放的数据，并且发电量数据A转化为碳排放的数据发送给区块链系统中，可信计算环境从原始数据存储系统中的设备发电量装置中获取发电量原始数据；
步骤五：区块链系统包括有发电量存证智能合约、数字身份智能合约、碳排放智能合约、碳排放转化方法智能合约；
步骤六：发电量数据A转化为碳排放的数据的算法由审定监管机构维护并上区块链系统，以做到公开透明；
步骤七：可信计算环境每天定时从区块链系统获取：发电量存证智能合约中每个企业的光伏发电设备的发电量加盐后的哈希值，即发电量哈希值作为每天碳排放量；
步骤八：可信计算环境每天定时从区块链系统中获取碳排放转化方法智能合约中的转化算法；
步骤九：可信计算环境按照设备维度，依次从原始数据存储系统中获得发电量原始数据以及对应盐，对应盐是随机生成的字符串；设备维度为设备在不同的工作情景下的评分，评分为动态评分，能结合工作场景识别出一部分恶意节点或用户，以维护正常的用户行为，规避设备异常或聚合异常；
步骤十：将发电量数据A经过混淆随机生成的字符串来计算发电量哈希值，然后与区块链系统上获得的发电量哈希值进行对比，确保数据未被篡改；
步骤十一：如果对比后验证通过，则通过碳排放转化方法智能合约中的转化算法将发电量数据A转化为碳排放量；然后使用可信计算环境的私钥作为转化后的碳排放量签名发送给区块链系统中的碳排放智能合约；
步骤十二：碳排放智能合约验证可信计算环境算环境的签名，如果正确，则为相应的企业的光伏发电设备更新碳排放余额和历史明细；
步骤十三：光伏发电设备的数字身份由企业提出申请、审定监管机构进行认证；具体的认证的方法是：光伏发电设备需要在内部的安全芯片中植入唯一私钥，唯一私钥在审定监管机构的监管下灌入，无法复制和篡改，用于保证设备身份的唯一性；
步骤十四：光伏发电设备内置可信计签名和上报程序，可信计签名和上报程序只能运行在可信计算环境中，可信计签名和上报程序经过审定监管机构的认证，以保证可信计算环境中运行的可信计签名和上报程序不被篡改；
步骤十五：光伏发电设备将发电量数据A混淆随机生成的字符串，进行加盐处理，计算得到混淆后的哈希值，混淆后的哈希值直接或者通过中间机器转发上链，保证发电量数据A的隐私；然后将发电量明文数据和随机生成的字符串上报到原始数据存储系统；原始数据存储系统包括有设备发电量装置，设备发电量装置存储光伏发电设备/网关发送发电量原始数据；所述可信计算环境从原始数据存储系统获取发电量原始数据；光伏设备模块/网关包括有通讯模块、私钥保存、安全芯片，把发电量原始数据发送给原始数据存储系统，并把发电量哈希值发到区块链系统上；企业作为碳排放量的主体，企业开始运营光伏发电设备，光伏发电设备产生碳排放；
步骤十六：企业在区块链系统中建立完整的数字身份，便于后续进行碳资产的开发和交易；审定监管机构对企业的信息进行认证并签发认证证明，在审定监管机构的管理下，企业可以依据碳排放的量寻求场内或者场外交易，激活碳资产交易市场，通过审定监管机构认证的身份体系、可信采集和可信转化，以保护发电量数据隐私，并保证碳排放量的可信计量。
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周洪益 ; 钱苇航 ; 柏晶晶 ; 卫志农 ; 孙国强 ; 臧海祥 ; .能源区块链的典型应用场景分析及项目实践.电力建设.2020,(第02期),15-24. *

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CN113065135A (zh) 2021-07-02

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