CN113592488A - 一种燃气自主交易区块链系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种燃气自主交易区块链系统,包括:用户端燃气交易模块:用于卖家发布可售燃气储量、燃气单价以及卖家信息,还用于买家发起购买请求,并通过与卖家进行通信来完成燃气交易;燃气交易管理平台:用于建立买卖双方通信连接以及燃气输送的连接,将卖家发布的信息进行存入到交易数据库中,且将该数据库共享给用户,实时更新卖家与买家之间燃气交易的状态,并将该状态写入交易数据库;燃气调度模块:用于实时巡查买卖双方的交易状态。采用本发明的技术方案,实现了区域性燃气站与居民用户之间点对点的交易以及传输,通过PUF硬件芯片在买卖双方建立起安全可靠的通信连接,利用区块链技术保证了交易过程的自主性。
Description
技术领域
本发明属于区块链技术领域,尤其涉及一种燃气自主交易区块链系统。
背景技术
区块链是比特币的一个重要概念,本质上是一个去中心化的数据库,同时作为比特币的底层技术。区块链是一串使用密码学方法相关联产生的数据块,每一个数据块中包含了一次比特币网络交易的信息,用于验证其信息的有效性和生成下一个区块。
狭义来讲,区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构,并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。广义来讲,区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算范式。
所谓区块链技术,也被称之为分布式账本技术,是一种互联网数据库技术,其特点是去中心化、公开透明,让每个人均可参与数据库记录。用通俗的话阐述:如果我们把数据库假设成一本账本,读写数据库就可以看做一种记账的行为,区块链技术的原理就是在一段时间内找出记账最快最好的人,由这个人来记账,然后将账本的这一页信息发给整个系统里的其他所有人。这也就相当于改变数据库所有的记录,发给全网的其他每个节点,所以区块链技术也称为分布式账本。
现有的城市燃气供给网络运营模式是通过中心化或区域中心化的供气方式,由燃气站统一调度后输送至城市居民家中,随着能源技术的不断发展,供给城市居民的燃气类型不断增多,主要有天然气、煤气、甲烷、页岩气等,这些不同种类的燃气单价各不相同,虽然增加了用户的选择范围,然而却增加了燃气站抄表计价成本,并且对于燃气站供给的富余燃气则大多造成损耗浪费,因此,如何实现大型社区或区域化乡镇用户个体燃气自主就地消费交易问题是亟待解决的问题。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供了一种燃气自主交易区块链系统。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种燃气自主交易区块链系统,包括:
用户端燃气交易模块:用于卖家发布可售燃气储量、燃气单价以及卖家信息,还用于买家发起购买请求,并通过与卖家进行通信来完成燃气交易;
燃气交易管理平台:包括身份识别验证模块、数据存储模块以及交易状态更新模块;所述身份识别验证模块包括依次串联连接在一起的身份识别验证单元、PUF芯片和通信单元,所述通信单元用于获取来自于买家的挑战请求,所述PUF芯片用于根据其自身的挑战响应机制生成相应的响应序列并转发给身份识别验证单元,所述身份识别验证单元将来自于所述PUF芯片的响应序列与特征函数运算获得特征函数值,再将该特征函数值与其内部存储的买家信息函数值进行比较,若二者相等,则在相应的卖家与买家之间实现通信连接以及燃气输送的连接,否则断开通信连接以及燃气输送的连接;所述数据存储模块用于将卖家发布的信息进行存入到交易数据库中,且将该数据库共享给用户;所述交易状态更新模块用于更新卖家与买家之间燃气交易的状态,并将该状态写入交易数据库;
燃气调度模块:用于对更新后的卖家与买家的交易状态进行实时巡查,一旦查询到卖家与买家的燃气交易状态更新为已完成交易,则开始将燃气从卖家与买家进行燃气调度。
所述特征函数是Hash散列函数。
所述PUF芯片是采用基于CMOS SRAM架构制成的物理芯片。
所述身份识别验证单元、PUF芯片和通信单元是集成为一体的。
还包括燃气储备站,用于存储卖家多发的燃气,并将燃气的卖家信息以及存储燃气进行就地存储以及更新上传至数据存储模块。
所述用户端燃气交易模块包括用户注册/登录单元、燃气交易单元以及数据储存单元;所述用户注册/登录单元用于卖家和买家注册 /登录用户端燃气交易模块;所述燃气交易单元,用于买家根据购气请求生成燃气交易收据单,并将其广播至燃气交易管理平台中,还用于对应卖家接收燃气交易收据单,确认交易信息后将交易确认收据单广播给买家;所述数据储存单元用于对用户的身份信息以及历史交易信息进行储存。
所述燃气交易单元包括交易操作接口,交易数据加/解密单元、数据广播单元;所述交易操作接口用于设定卖家要出售的燃气数据以及卖家信息,还用于设定买家欲购买燃气数据以及对应的卖家信息;所述交易数据加/解密单元用于对设定或接收到的数据进行加密或解密处理;所述数据广播单元用于从燃气交易管理平台中接收交易数据,或发送交易数据至燃气交易管理平台中。
所述燃气交易管理平台还包括区块打包模块,用于将预定时间内的买家接收到的所述交易确认收据单打包生成区块且将其广播给用户。
所述对数据进行加密处理得到密文是通过签名算法来实现的,所述签名算法为:
(1)将电子交易收据的数据进行哈希计算,把得到的结果按照规则进行压缩,压缩得到字符串;
(2)将得到的字符串表示为椭圆曲线F上的阶为素数k的一点 Q(x,y),买家与卖家的私钥为私有不公开,从数据存储模块中获取卖家的公钥Lg;
(3)先通过买家的私钥z与卖家的公钥Lg进行协商生成共享的密钥m,采用共享密钥以及签名算法计算上述字符串对应点的签名;
(4)通过签名对燃气交易收据进行加密后即可形成买家密文。
本发明的有益效果在于:采用本发明的技术方案,实现了区域性燃气站与居民用户之间点对点的交易以及传输,解决了区域燃气消纳问题,扩大了用户对燃气类型的选择范围,便于燃气站对用户燃气用量进行计价核算,并且通过PUF硬件芯片建立买卖双方的通信连接,PUF芯片具有独一无二的PUF挑战响应机制,使其在双方进行通信和数据传输时,一方面,该物理芯片具有功耗低的优点,大幅度降低了制造成本和运行成本,另一方面,提高了系统的安全性,根据PUF挑战响应机制的特性,即每次PUF芯片的输出响应均是独一无二的,即具有不可复制特性和不可预测特性,使得系统的安全性大幅度提高,即使某一感知终端被第三方所窃获或者攻击,也不会对其它物联网感知终端造成影响,及时相应的软件算法也被攻克或窃获,但由于每次PUF芯片的输出响应仍然是独一无二的,使得整个系统仍然能够保持安全的通信,大幅度提高了系统安全措施级别,使买卖双方建立了可靠、安全的双向通信链路,只有参与通信的双方之间能够进行安全的数据传输,有效防止任何第三方的入侵,保证了燃气自主交易双方数据传输的安全,此外,利用区块链技术,保证了交易过程的自主性,将交易记录写入到区块链中,解决了燃气交易的透明化。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图中;1-前腿架,2-后腿架,3-升降杆,4-定位销,5-支承杆, 6-限位孔,7-限位柱,8-定位孔,9-支承块,10-晾粉杆,11-撑簧片,12-加强杆。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案,但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1所示,本发明的一种燃气自主交易区块链系统,包括:
用户端燃气交易模块:用于卖家发布可售燃气储量、燃气单价以及卖家信息,还用于买家发起购买请求,并通过与卖家进行通信来完成燃气交易;
燃气交易管理平台:包括身份识别验证模块、数据存储模块以及交易状态更新模块;身份识别验证模块包括依次串联连接在一起的身份识别验证单元、PUF芯片和通信单元,通信单元用于获取来自于买家的挑战请求,PUF芯片用于根据其自身的挑战响应机制生成相应的响应序列并转发给身份识别验证单元,身份识别验证单元将来自于PUF芯片的响应序列与特征函数运算获得特征函数值,再将该特征函数值与其内部存储的买家信息函数值进行比较,若二者相等,则在相应的卖家与买家之间实现通信连接以及燃气输送的连接,否则断开通信连接以及燃气输送的连接;数据存储模块用于将卖家发布的信息进行存入到交易数据库中,且将该数据库共享给用户;交易状态更新模块用于更新卖家与买家之间燃气交易的状态,并将该状态写入交易数据库;
燃气调度模块:用于对更新后的卖家与买家的交易状态进行实时巡查,一旦查询到卖家与买家的燃气交易状态更新为已完成交易,则开始将燃气从卖家与买家进行燃气调度。
进一步地,优选特征函数是Hash散列函数。PUF芯片是采用基于CMOS SRAM架构制成的物理芯片。身份识别验证单元、PUF芯片和通信单元是集成为一体的。
另外,燃气自主交易区块链系统还包括燃气储备站,用于存储卖家多发的燃气,并将燃气的卖家信息以及存储燃气进行就地存储以及更新上传至数据存储模块。
此外,用户端燃气交易模块包括用户注册/登录单元、燃气交易单元以及数据储存单元;用户注册/登录单元用于卖家和买家注册/ 登录用户端燃气交易模块;燃气交易单元,用于买家根据购气请求生成燃气交易收据单,并将其广播至燃气交易管理平台中,还用于对应卖家接收燃气交易收据单,确认交易信息后将交易确认收据单广播给买家;数据储存单元用于对用户的身份信息以及历史交易信息进行储存。
燃气交易单元包括交易操作接口,交易数据加/解密单元、数据广播单元;交易操作接口用于设定卖家要出售的燃气数据以及卖家信息,还用于设定买家欲购买燃气数据以及对应的卖家信息;交易数据加/解密单元用于对设定或接收到的数据进行加密或解密处理;数据广播单元用于从燃气交易管理平台中接收交易数据,或发送交易数据至燃气交易管理平台中。
燃气交易管理平台还包括区块打包模块,用于将预定时间内的买家接收到的交易确认收据单打包生成区块且将其广播给用户。对数据进行加密处理得到密文是通过签名算法来实现的,签名算法为:
(1)将电子交易收据的数据进行哈希计算,把得到的结果按照规则进行压缩,压缩得到字符串;
(2)将得到的字符串表示为椭圆曲线F上的阶为素数k的一点 Q(x,y),买家与卖家的私钥为私有不公开,从数据存储模块中获取卖家的公钥Lg;
(3)先通过买家的私钥z与卖家的公钥Lg进行协商生成共享的密钥m,采用共享密钥以及签名算法计算上述字符串对应点的签名;
(4)通过签名对燃气交易收据进行加密后即可形成买家密文。
采用本发明的技术方案,实现了区域性燃气站与居民用户之间点对点的交易以及传输,解决了区域燃气消纳问题,扩大了用户对燃气类型的选择范围,便于燃气站对用户燃气用量进行计价核算,并且通过PUF硬件芯片建立买卖双方的通信连接,PUF芯片具有独一无二的PUF挑战响应机制,使其在双方进行通信和数据传输时,一方面,该物理芯片具有功耗低的优点,大幅度降低了制造成本和运行成本,另一方面,提高了系统的安全性,根据PUF挑战响应机制的特性,即每次PUF芯片的输出响应均是独一无二的,即具有不可复制特性和不可预测特性,使得系统的安全性大幅度提高,即使某一感知终端被第三方所窃获或者攻击,也不会对其它物联网感知终端造成影响,及时相应的软件算法也被攻克或窃获,但由于每次 PUF芯片的输出响应仍然是独一无二的,使得整个系统仍然能够保持安全的通信,大幅度提高了系统安全措施级别,使买卖双方建立了可靠、安全的双向通信链路,只有参与通信的双方之间能够进行安全的数据传输,有效防止任何第三方的入侵,保证了燃气自主交易双方数据传输的安全,此外,利用区块链技术,保证了交易过程的自主性,将交易记录写入到区块链中,解决了燃气交易的透明化。
Claims (9)
1.一种燃气自主交易区块链系统,其特征在于:包括:
用户端燃气交易模块:用于卖家发布可售燃气储量、燃气单价以及卖家信息,还用于买家发起购买请求,并通过与卖家进行通信来完成燃气交易;
燃气交易管理平台:包括身份识别验证模块、数据存储模块以及交易状态更新模块;所述身份识别验证模块包括依次串联连接在一起的身份识别验证单元、PUF芯片和通信单元,所述通信单元用于获取来自于买家的挑战请求,所述PUF芯片用于根据其自身的挑战响应机制生成相应的响应序列并转发给身份识别验证单元,所述身份识别验证单元将来自于所述PUF芯片的响应序列与特征函数运算获得特征函数值,再将该特征函数值与其内部存储的买家信息函数值进行比较,若二者相等,则在相应的卖家与买家之间实现通信连接以及燃气输送的连接,否则断开通信连接以及燃气输送的连接;所述数据存储模块用于将卖家发布的信息进行存入到交易数据库中,且将该数据库共享给用户;所述交易状态更新模块用于更新卖家与买家之间燃气交易的状态,并将该状态写入交易数据库;
燃气调度模块:用于对更新后的卖家与买家的交易状态进行实时巡查,一旦查询到卖家与买家的燃气交易状态更新为已完成交易,则开始将燃气从卖家与买家进行燃气调度。
2.如权利要求1所述的一种基于区块链的用户燃气自主交易系统,其特征在于:所述特征函数是Hash散列函数。
3.如权利要求1所述的一种基于区块链的用户燃气自主交易系统,其特征在于:所述PUF芯片是采用基于CMOS SRAM架构制成的物理芯片。
4.如权利要求1所述的一种基于区块链的用户燃气自主交易系统,其特征在于:所述身份识别验证单元、PUF芯片和通信单元是集成为一体的。
5.如权利要求1所述的一种基于区块链的用户燃气自主交易系统,其特征在于:还包括燃气储备站,用于存储卖家多发的燃气,并将燃气的卖家信息以及存储燃气进行就地存储以及更新上传至数据存储模块。
6.如权利要求1所述的一种基于区块链的用户燃气自主交易系统,其特征在于:所述用户端燃气交易模块包括用户注册/登录单元、燃气交易单元以及数据储存单元;所述用户注册/登录单元用于卖家和买家注册/登录用户端燃气交易模块;所述燃气交易单元,用于买家根据购气请求生成燃气交易收据单,并将其广播至燃气交易管理平台中,还用于对应卖家接收燃气交易收据单,确认交易信息后将交易确认收据单广播给买家;所述数据储存单元用于对用户的身份信息以及历史交易信息进行储存。
7.如权利要求6所述的一种基于区块链的用户燃气自主交易系统,其特征在于:所述燃气交易单元包括交易操作接口,交易数据加/解密单元、数据广播单元;所述交易操作接口用于设定卖家要出售的燃气数据以及卖家信息,还用于设定买家欲购买燃气数据以及对应的卖家信息;所述交易数据加/解密单元用于对设定或接收到的数据进行加密或解密处理;所述数据广播单元用于从燃气交易管理平台中接收交易数据,或发送交易数据至燃气交易管理平台中。
8.如权利要求1所述的一种基于区块链的用户燃气自主交易系统,其特征在于:所述燃气交易管理平台还包括区块打包模块,用于将预定时间内的买家接收到的所述交易确认收据单打包生成区块且将其广播给用户。
9.如权利要求7所述的一种基于区块链的用户燃气自主交易系统,其特征在于:所述对数据进行加密处理得到密文是通过签名算法来实现的,所述签名算法为:
(1)将电子交易收据的数据进行哈希计算,把得到的结果按照规则进行压缩,压缩得到字符串;
(2)将得到的字符串表示为椭圆曲线F上的阶为素数k的一点Q(x,y),买家与卖家的私钥为私有不公开,从数据存储模块中获取卖家的公钥Lg;
(3)先通过买家的私钥z与卖家的公钥Lg进行协商生成共享的密钥m,采用共享密钥以及签名算法计算上述字符串对应点的签名;
(4)通过签名对燃气交易收据进行加密后即可形成买家密文。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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