CN113657978A - 一种基于区块链和隐私保护的分布式能源拍卖方法及系统 - Google Patents

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CN113657978A CN202111021248.2A CN202111021248A CN113657978A CN 113657978 A CN113657978 A CN 113657978A CN 202111021248 A CN202111021248 A CN 202111021248A CN 113657978 A CN113657978 A CN 113657978A
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Abstract

本发明公开了一种基于区块链和隐私保护的分布式能源拍卖方法及系统。该方法包括：构建由购电方、售电方和拍卖方共同维护的区块链网络，采用连续双向拍卖作为分布式能源交易机制；配电网运营商的市场机构作为拍卖方组织交易，购售电双方从CA处获取匿名身份认证证书参与拍卖；购售电双方基于同态加密算法提交加密报价、加密报量、身份认证证书等申报信息，报价只对申报方可见，拍卖方可见购售电双方的报量，以便在交易达成后进行安全校核；链上基于安全多方计算实现撮合出清。本发明解决了区块链上数据公开透明特点与分布式能源交易隐私保护需求的矛盾，有助于推动分布式能源项目积极参与到电力市场交易中，促进分布式能源的就近消纳。

Description

一种基于区块链和隐私保护的分布式能源拍卖方法及系统
技术领域
本申请涉及电力技术领域，尤其涉及一种基于区块链和隐私保护的分布式能源拍卖方法及系统。
背景技术
分布式能源具有清洁、利用率高、运行灵活等特点，符合当前推进节能减排，发展低碳能源的需求。为了推动分布式能源项目积极参与到电力市场交易中，促进分布式能源的就近消纳，需要建立一套公平可靠的分布式能源交易机制及配套的交易系统。当前分布式能源交易系统采用集合竞价的拍卖方法，在固定时间段内收集报价报量并于某一时刻统一出清，其市场门槛较高，受众主要为大用户，不适合体量小的小用户。考虑到分布式能源具有不确定性的特点，因而交易机制需要具备一定的灵活性，市场准入和退出应相对自由。考虑到参与分布式能源交易的市场成员以小用户为主，小用户的交易体量小、数量多，同时由于分布式能源由用户私有，单一用户无法掌握所有的资源信息，难以制定复杂的售电策略，为此，交易机制应尽可能快地使用户成交。
此外，当前分布式能源交易系统仍是集中式的系统，配电网运营商在能源交易中占主导地位，承担着交易申报、合同查询与跟踪、交易结算等业务，运营成本较高。区块链技术在分布式能源交易的适用性近年来已经得到许多研究的论证。区块链具有去中心、去信任、防篡改、可追溯、公开透明的特性，链上部署的智能合约在满足条件下能自动执行。利用区块链的特性搭建去中心化的分布式能源交易系统，能够实现交易申报、合同上链存证、自动结算等功能。因此，建立去中心化、去信任、低门槛的交易系统有助于降低运营成本，提高分布式能源项目参与市场的积极性。
由于交易数据在区块链中公开透明，所有节点都会共享交易数据，这部分交易数据可能涉及用户的私密信息，尤其在拍卖场景下，市场参与者的身份、购售电双方的报价策略、拍卖成交结果均具有私密性，这部分信息一旦泄露，将会被恶意用户利用，严重影响交易的公平性，因而区块链存在着隐私问题。一种可行的方法是将私密数据加密后上链存储，然而在拍卖中为了匹配购售电双方，链上的智能合约需要处理报价报量数据，简单的加密并不能满足业务的需求。
发明内容
发明目的：基于当前技术的不足，本发明实施例提供了一种基于区块链和隐私保护的分布式能源拍卖方法及系统，采用连续双向拍卖作为分布式能源拍卖形式，利用数字签名和安全多方计算技术保证竞价用户的身份匿名和申报数据的加密处理，通过链上部署的智能合约实现交易申报、合同上链存证、自动结算。
上述的目的通过以下技术方案实现：
一种基于区块链和隐私保护的分布式能源拍卖方法，该方法包括如下步骤：
S1.组网阶段：竞拍方和拍卖方部署节点，组建区块链网络；
S2.准备阶段：准备阶段包括密钥生成和竞拍方匿名身份注册两个过程；
S3.收集订单阶段：每轮的交易周期由配电网运营商的市场机构作为拍卖方调用区块链上的智能合约启动连续双向拍卖，竞拍方提交加密订单到区块链；
S4.安全报价排序阶段：拍卖方获取订单列表中所有竞拍方生成的密文列表，进行安全比较，并将比较结果上传至区块链，区块链进行安全报价排序；
S5.安全报量比较和削减阶段：区块链在拍卖方的协助下进行报价的比较和削减；
S6.胜者选定阶段：区块链在掌握报价的排序结果和报量的比较结果后，执行订单匹配，确定中标方。
进一步地，所述步骤S2中，在密钥生成过程中，CA基于RSA算法生成认证用的密钥对(pktca,sktca)并公布自己的公钥pktca；拍卖方基于Paillier算法生成加密报价用的密钥对(pkap,skap)和加密报量用的密钥对(pkaq,skaq)，拍卖方将加密报价用的公钥pkap和加密报量用的公钥pkaq上传至区块链；竞拍方即购电方Pb或售电方Ps，此处令竞拍方Pbi为购电方；竞拍方Pbi基于RSA算法生成认证用的密钥对(pktbi,sktbi)，基于Paillier算法生成加密用的密钥对(pkbi,skbi)；在竞拍方Pbi匿名身份注册过程中，竞拍方Pbi生成伪身份PIDbi并向CA发送(PIDbi,pktbi)，CA用自己的私钥sktca进行处理后生成签名
Figure BDA0003241468560000021
和
Figure BDA0003241468560000022
同时将证书
Figure BDA0003241468560000023
发回给竞拍方Pbi，同时，CA记录竞拍方Pbi真实身份和匿名身份的对应关系。当竞拍方Pbi需要向另一个竞拍方Pbj传递消息时，竞拍方Pbi使用公钥pkbi加密自己持有的明文报价pbi后生成密文
Figure BDA0003241468560000024
然后Pbi用自己的私钥sktbi签名密文和伪身份的拼接，连同C(Pbi)和
Figure BDA0003241468560000025
构成Pbi的证书
Figure BDA0003241468560000026
并发送给另一个竞拍方Pbj。Pbj执行两阶段验证，第一阶段用于验证用户身份的正确性，第二阶段用于验证用户传递消息的正确性。在第一阶段中，Pbj利用CA的公钥pktca解密CA的签名，对解密后的明文和原来的明文进行鉴别，鉴别通过即表示用户的身份和用户传递的公钥是正确的。在第二阶段中，Pbj利用Pbi的公钥pkbi解密Pbi的签名，鉴别通过即表示竞拍方Pbi传递的消息是正确的。两阶段的任一阶段出错Pbj均会拒绝Pbi的消息。
进一步地，步骤S3中，在拍卖方发起拍卖后，竞拍方陆续加入拍卖，竞拍方Pbi在加入拍卖时从区块链获取拍卖方的公钥pkap和pkaq，并发送新订单
Figure BDA0003241468560000031
到区块链，
其中，rbi为随机正整数，pbi为Pbi的明文报价，qbi为Pbi的明文报量，Pbi的证书C(Pbi,rbipbi)满足下述公式：
Figure BDA0003241468560000032
区块链将新订单加入到订单列表中。
进一步地，步骤S4中，竞拍方Pbi获取区块链上订单列表中的所有订单信息(o1,o2,...,on)，由于订单均经过加密处理，竞拍方Pbi无法得知或推断出其他竞拍方的隐私信息，竞拍方Pbi使用拍卖方的公钥pkap、pkaq和竞拍方的公钥处理订单信息，生成密文列表((cbi1,cbi2,cbi3)1,(cbi1,cbi2,cbi3)2,...,(cbi1,cbi2,cbi3)n)；
令竞拍方之一Pbj对应的订单为obj，为了比较竞拍方Pbi的报价pbi和另一个竞拍方Pbj的报价pbj，竞拍方Pbi利用前述的两阶段验证对另一个竞拍方Pbj的证书C(Pbj,rbjpbj)进行认证，验证通过后，竞拍方Pbi利用拍卖方的公钥pkap和Pbj的公钥pkbj加密rbipbi得到密文
Figure BDA0003241468560000033
竞拍方Pbi将其得到的密文cbi发送到区块链上；
同理，另一竞拍方Pbj生成并将其得到的密文cbj发送到区块链上；
竞拍方Pbi和Pbj分别从区块链上获取对方的密文，Pbi使用自己的私钥skbi解密cbj，得到
Figure BDA0003241468560000034
根据同态加密算法，由
Figure BDA0003241468560000035
和rbi，Pbi得到
Figure BDA0003241468560000036
由pkap、
Figure BDA0003241468560000037
和rbipbi，Pbi得到
Figure BDA0003241468560000038
由pkap、
Figure BDA0003241468560000039
和rbi，Pbi得到
Figure BDA00032414685600000310
Pbi将(cbi1,cbi2,cbi3)j上传至区块链；
同理，Pbj生成并将(cbj1,cbj2,cbj3)i上传至区块链；
拍卖方获取密文列表((cbi1,cbi2,cbi3)j,(cbj1,cbj2,cbj3)i)和竞拍方的公钥(pkbi,pkbj)后，利用自己的私钥ska解密(cbi1,cbi2,cbi3,cbj1,cbj2,cbj3)后生成(pbi1,pbi2,pbi3,pbj1,pbj2,pbj3)。
其中，
Figure BDA0003241468560000041
拍卖方首先比较pbi1和pbj1，判断出pbi和pbj的大小，由下述公式得到比较结果：
Figure BDA0003241468560000042
然后拍卖方由下述公式验证竞拍方消息的正确性：
Figure BDA0003241468560000043
若全部验证通过，拍卖方将会把比较结果上传到区块链。拍卖方将处理所有竞拍方生成的密文列表，进行安全比较，并将比较结果上传至区块链。区块链进行安全报价排序。
进一步地，步骤S5中，竞拍方的报量qbi使用拍卖方的公钥pkaq加密，由于拍卖方的公钥基于Paillier同态加密算法生成，加密后的报量具有同态性，区块链执行同态减法实现报量削减，报量比较则需要拍卖方获取区块链上待比较的报量对，使用自己的私钥skaq解密后直接进行比较，并将比较结果返回给区块链。
进一步地，步骤S6中成交的购售电双方称为中标方，区块链将中标方的电量信息发送给拍卖方，由拍卖方解密后使用中标的购售电双方的公钥加密后发回给区块链，区块链存证最终的中标信息作为合同依据，中标方从区块链上获取中标信息，如果购电方加入拍卖后直接中标，成交电价为售电方的报价，此时需要售电方用自己的私钥解密报价后用购电方的公钥加密后传送给购电方；如果售电方加入拍卖后直接中标，成交电价为购电方的报价，此时需要购电方用自己的私钥解密报价后用售电方的公钥加密后传送给售电方。
本发明还包括一种基于区块链和隐私保护的分布式能源拍卖系统，所述系统包括区块链平台层、业务管理层、用户交互层；所述区块链平台层用于提供区块链访问服务，所述业务管理层包括：账户管理模块、交易管理模块、钱包管理模块和合同管理模块组成。其中，账户管理模块负责账户注册、登录和账户信息修改；交易管理模块负责交易发起、交易申报、申报查询、交易结果查询；钱包管理模块负责钱包充值、提现和余额查询以及交易记录查询；合同管理模块负责合同的查询和合同到期后的自动结算；所述用户交互层用于提供web可视化界面服务。
进一步地，所述区块链平台层由购电方、售电方和拍卖方部署节点，安装智能合约后形成。
有益效果：本发明提供的区块链上考虑隐私保护的分布式能源拍卖方法及系统，保证竞拍方能以匿名身份参与市场，报价报量数据加密后上传，避免了因为区块链公开透明特点导致的隐私数据泄露，提高了分布式能源交易的安全性和公平性，有助于推动分布式能源项目积极参与到电力市场交易中，促进分布式能源的就近消纳。
附图说明
图1是本发明提供的一种基于区块链和隐私保护的分布式能源拍卖方法的流程图；
图2是本发明提供的一种基于区块链和隐私保护的分布式能源拍卖方法的时序图；
图3是本发明提供的一种基于区块链和隐私保护的分布式能源拍卖系统的架构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1和图2分别是本发明实施例一提供的一种基于区块链和隐私保护的分布式能源拍卖方法的流程图和时序图。本实施例的具体实施步骤包括：
S1、组网阶段。
购电方、售电方和拍卖方部署节点，组建区块链网络。
S2、准备阶段。
准备阶段包括密钥生成和竞拍方匿名身份注册两个过程。
在密钥生成过程中，CA(即证书颁发机构或者数字证书颁发机构)基于RSA算法生成认证用的密钥对(pktca,sktca)并公布自己的公钥pktca；拍卖方基于Paillier算法生成加密报价用的密钥对(pkap,skap)和加密报量用的密钥对(pkaq,skaq)，拍卖方将加密报价用的公钥pkap和加密报价用的公钥pkaq上传至区块链。竞拍方(购电方Pb或售电方Ps，以购电方Pbi为例)基于RSA算法生成认证用的密钥对(pktbi,sktbi)，基于Paillier算法生成加密用的密钥对(pkbi,skbi)。公钥pktbi和pkbi将在收集订单阶段保存在订单中上传至区块链。
在竞拍方匿名身份注册过程中，竞拍方Pbi生成伪身份PIDbi并向CA发送(PIDbi,pktbi)。CA用自己的私钥sktca进行处理后生成签名
Figure BDA0003241468560000051
和
Figure BDA0003241468560000052
同时将证书
Figure BDA0003241468560000053
发回给Pbi，同时，CA记录Pbi真实身份和匿名身份的对应关系。至此，Pbi不再和CA交互。接下来，当竞拍方Pbi需要向另一个竞拍方Pbj传递消息时，竞拍方Pbi使用公钥pkbi加密自己持有的明文报价pbi后生成密文
Figure BDA0003241468560000061
然后Pbi用自己的私钥sktbi签名密文和伪身份的拼接，连同C(Pbi)和
Figure BDA0003241468560000062
构成Pbi的证书
Figure BDA0003241468560000063
并发送给另一个竞拍方Pbj。Pbj执行两阶段验证，第一阶段用于验证用户身份的正确性，第二阶段用于验证用户传递消息的正确性。在第一阶段中，Pbj利用CA的公钥pktca解密CA的签名，对解密后的明文和原来的明文进行鉴别，鉴别通过即表示用户的身份和用户传递的公钥是正确的。在第二阶段中，Pbj利用Pbi的公钥pkbi解密Pbi的签名，鉴别通过即表示竞拍方Pbi传递的消息是正确的。两阶段的任一阶段出错Pbj均会拒绝Pbi的消息。由于Pbi从CA获取证书时仅仅提供PIDbi和pktbi，Pbi传递给Pbj的消息采用密文形式，所以CA和Pbj并不知道消息的真实内容。
S3、收集订单阶段。
每轮的交易周期由配电网运营商的市场机构作为拍卖方调用区块链上的智能合约启动连续双向拍卖。在拍卖方发起拍卖后，竞拍方陆续加入拍卖。Pbi在加入拍卖时从区块链获取拍卖方的公钥pkap和pkaq，并发送新订单
Figure BDA0003241468560000064
到区块链。
其中，rbi为随机正整数，pbi为Pbi的明文报价，qbi为Pbi的明文报量，Pbi的证书C(Pbi,rbipbi)满足下述公式：
Figure BDA0003241468560000065
区块链将新订单加入到订单列表中(假定订单列表中存在可与obi匹配的的售电方订单)。
S4、安全报价排序阶段。
Pbi获取区块链上订单列表中的所有订单信息(o1,o2,...,on)，由于订单均经过加密处理，Pbi无法得知或推断出其他竞拍方的隐私信息。Pbi使用拍卖方的公钥pkap和竞拍方的公钥处理所有的订单信息后生成密文列表((cbi1,cbi2,cbi3)1,(cbi1,cbi2,cbi3)2,...,(cbi1,cbi2,cbi3)n)。
令竞拍方之一Pbj对应的订单为obj，为了比较竞拍方Pbi的报价pbi和另一个竞拍方Pbj的报价pbj，竞拍方Pbi利用前述的两阶段验证对另一个竞拍方Pbj的证书C(Pbj,rbjpbj)进行认证，验证通过后，竞拍方Pbi利用拍卖方的公钥pkap和Pbj的公钥pkbj加密rbipbi得到密文
Figure BDA0003241468560000071
竞拍方Pbi将其得到的密文cbi发送到区块链上；
同理，另一竞拍方Pbj生成并将其得到的密文cbj发送到区块链上；
竞拍方Pbi和Pbj分别从区块链上获取对方的密文，Pbi使用自己的私钥skbi解密cbj，得到
Figure BDA0003241468560000072
根据同态加密算法，由
Figure BDA0003241468560000073
和rbi，Pbi得到
Figure BDA0003241468560000074
由pkap、
Figure BDA0003241468560000075
和rbipbi，Pbi得到
Figure BDA0003241468560000076
由pkap、
Figure BDA0003241468560000077
和rbi，Pbi得到
Figure BDA0003241468560000078
Pbi将(cbi1,cbi2,cbi3)j上传至区块链。同理，Pbj生成并将(cbj1,cbj2,cbj3)i上传至区块链。
拍卖方获取密文列表((cbi1,cbi2,cbi3)j,(cbj1,cbj2,cbj3)i)和竞拍方的公钥(pkbi,pkbj)后，利用自己的私钥ska解密(cbi1,cbi2,cbi3,cbj1,cbj2,cbj3)后生成(pbi1,pbi2,pbi3,pbj1,pbj2,pbj3)。
其中，
Figure BDA0003241468560000079
拍卖方首先比较pbi1和pbj1，判断出pbi和pbj的大小，由下述公式得到比较结果：
Figure BDA00032414685600000710
然后拍卖方由下述公式验证竞拍方消息的正确性：
Figure BDA00032414685600000711
若全部验证通过，拍卖方将会把比较结果上传到区块链。拍卖方将处理所有竞拍方生成的密文列表，进行安全比较，并将比较结果上传至区块链。区块链进行安全报价排序；
S5、安全报量比较和削减阶段。
连续双向拍卖中针对报量的操作分为比较和削减。竞拍方的报量qbi使用拍卖方的公钥pkaq加密，由于拍卖方的公钥基于Paillier同态加密算法生成，加密后的报量具有同态性，区块链执行同态减法实现报量削减。报量比较则需要拍卖方获取区块链上待比较的报量对，使用自己的私钥skaq解密后直接进行比较，并将比较结果返回给区块链；
S6、胜者选定阶段。
区块链在掌握报价的排序结果和报量的比较结果后，执行订单匹配，选定该笔订单对应的中标方。成交的购售电双方称为中标方。拍卖方获取中标方的报量信息，由拍卖方解密后使用中标的购售电双方的公钥加密后发回给区块链。区块链存证最终的中标信息作为合同依据。中标方从区块链上获取中标信息。如果购电方加入拍卖后直接中标，成交电价为售电方的报价，此时需要售电方用自己的私钥解密报价后用购电方的公钥加密后传送给购电方；如果售电方加入拍卖后直接中标，成交电价为购电方的报价，此时需要购电方用自己的私钥解密报价后用售电方的公钥加密后传送给售电方。
实施例二
图3是本发明实施例二提供的一种系统的架构图，本发明实施例为本发明上述实施例的基于区块链和隐私保护的分布式能源拍卖方法的实现提供服务。本实施例所述系统包括：用于提供区块链访问服务的区块链平台层；由账户管理模块、交易管理模块、钱包管理模块和合同管理模块组成的业务管理层；用于提供web可视化界面服务的用户交互层。其中，账户管理模块负责账户注册、登录和账户信息修改；交易管理模块负责交易发起、交易申报、申报查询、交易结果查询；钱包管理模块负责钱包充值、提现和余额查询以及交易记录查询；合同管理模块负责合同的查询和合同到期后的自动结算。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (8)

1.一种基于区块链和隐私保护的分布式能源拍卖方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
S1.组网阶段：竞拍方和拍卖方部署节点，组建区块链网络；
S2.准备阶段：准备阶段包括密钥生成和竞拍方匿名身份注册两个过程；
S3.收集订单阶段：每轮的交易周期由配电网运营商的市场机构作为拍卖方调用区块链上的智能合约启动连续双向拍卖，竞拍方提交加密订单到区块链；
S4.安全报价排序阶段：拍卖方获取订单列表中所有竞拍方生成的密文列表，进行安全比较，并将比较结果上传至区块链，区块链进行安全报价排序；
S5.安全报量比较和削减阶段：区块链在拍卖方的协助下进行报价的比较和削减；
S6.胜者选定阶段：区块链在掌握报价的排序结果和报量的比较结果后，执行订单匹配，选定该笔订单对应的中标方。
2.根据权利要求1所述的一种基于区块链和隐私保护的分布式能源拍卖方法，其特征在于：所述步骤S2中，在密钥生成过程中，CA基于RSA算法生成认证用的密钥对(pktca,sktca)并公布自己的公钥pktca；拍卖方基于Paillier算法生成加密报价用的密钥对(pkap,skap)和加密报量用的密钥对(pkaq,skaq)，拍卖方将加密报价用的公钥pkap和加密报量用的公钥pkaq上传至区块链；竞拍方即购电方Pb或售电方Ps，此处令竞拍方Pbi为购电方；竞拍方Pbi基于RSA算法生成认证用的密钥对(pktbi,sktbi)，基于Paillier算法生成加密用的密钥对(pkbi,skbi)；
在竞拍方Pbi匿名身份注册过程中，竞拍方Pbi生成伪身份PIDbi并向CA发送(PIDbi,pktbi)，CA用自己的私钥sktca进行处理后生成对身份的签名
Figure FDA0003241468550000011
以及对密钥和身份的拼接签名
Figure FDA0003241468550000012
同时CA将证书
Figure FDA0003241468550000013
发回给竞拍方Pbi，并记录竞拍方Pbi真实身份和匿名身份的对应关系；当竞拍方Pbi需要向另一个竞拍方Pbj传递消息时，竞拍方Pbi使用公钥pkbi加密自己持有的明文报价pbi后生成密文
Figure FDA0003241468550000014
然后Pbi用自己的私钥sktbi签名密文和伪身份的拼接
Figure FDA0003241468550000015
连同C(Pbi)和
Figure FDA0003241468550000016
构成Pbi的证书
Figure FDA0003241468550000017
并发送给另一个竞拍方Pbj；Pbj执行两阶段验证，第一阶段用于验证用户身份的正确性，第二阶段用于验证用户传递消息的正确性；在第一阶段中，Pbj利用CA的公钥pktca解密CA的签名，对解密后的明文和原来的明文进行鉴别，鉴别通过即表示用户的身份和用户传递的公钥是正确的；在第二阶段中，Pbj利用Pbi的公钥pkbi解密Pbi的签名，鉴别通过即表示竞拍方Pbi传递的消息是正确的；两阶段的任一阶段出错Pbj均会拒绝Pbi的消息。
3.根据权利要求1所述的一种基于区块链和隐私保护的分布式能源拍卖方法，其特征在于：步骤S3中，在拍卖方发起拍卖后，竞拍方陆续加入拍卖，竞拍方Pbi在加入拍卖时从区块链获取拍卖方的公钥pkap和pkaq，并发送新订单
Figure FDA0003241468550000021
到区块链，
其中，rbi为随机正整数，pbi为Pbi的明文报价，qbi为Pbi的明文报量，Pbi的证书C(Pbi,rbipbi)满足下述公式：
Figure FDA0003241468550000022
Figure FDA0003241468550000023
区块链将新订单加入到订单列表中。
4.根据权利要求1所述的一种基于区块链和隐私保护的分布式能源拍卖方法，其特征在于：步骤S4中，竞拍方Pbi获取区块链上订单列表中的所有订单信息(o1,o2,...,on)，由于订单均经过加密处理，竞拍方Pbi无法得知或推断出其他竞拍方的隐私信息，竞拍方Pbi使用拍卖方的公钥pkap、pkaq和竞拍方的公钥处理订单信息，生成密文列表((cbi1,cbi2,cbi3)1,(cbi1,cbi2,cbi3)2,...,(cbi1,cbi2,cbi3)n)；
令竞拍方之一Pbj对应的订单为obj，为了比较竞拍方Pbi的报价pbi和另一个竞拍方Pbj的报价pbj，竞拍方Pbi利用前述的两阶段验证对另一个竞拍方Pbj的证书C(Pbj,rbjpbj)进行认证，验证通过后，竞拍方Pbi利用拍卖方的公钥pkap和Pbj的公钥pkbj加密rbipbi得到密文
Figure FDA0003241468550000024
竞拍方Pbi将其得到的密文cbi发送到区块链上；
同理，另一竞拍方Pbj生成并将其得到的密文cbj发送到区块链上；
竞拍方Pbi和Pbj分别从区块链上获取对方的密文，Pbi使用自己的私钥skbi解密cbj，得到
Figure FDA0003241468550000025
根据同态加密算法，由
Figure FDA0003241468550000026
和rbi，Pbi得到
Figure FDA0003241468550000027
由pkap、
Figure FDA0003241468550000028
和rbipbi，Pbi得到
Figure FDA0003241468550000029
由pkap、
Figure FDA00032414685500000210
和rbi，Pbi得到
Figure FDA00032414685500000211
Pbi将(cbi1,cbi2,cbi3)j上传至区块链；
同理，Pbj生成并将(cbj1,cbj2,cbj3)i上传至区块链；
拍卖方获取密文列表((cbi1,cbi2,cbi3)j,(cbj1,cbj2,cbj3)i)和竞拍方的公钥(pkbi,pkbj)后，利用自己的私钥skap解密(cbi1,cbi2,cbi3,cbj1,cbj2,cbj3)后生成(pbi1,pbi2,pbi3,pbj1,pbj2,pbj3)；
其中，
Figure FDA0003241468550000031
拍卖方首先比较pbi1和pbj1，判断出pbi和pbj的大小，由下述公式得到比较结果：
Figure FDA0003241468550000032
然后拍卖方由下述公式验证竞拍方消息的正确性：
Figure FDA0003241468550000033
若全部验证通过，拍卖方将会把比较结果上传到区块链；拍卖方将处理所有竞拍方生成的密文列表，进行安全比较，并将比较结果上传至区块链；区块链进行安全报价排序。
5.根据权利要求1所述的一种基于区块链和隐私保护的分布式能源拍卖方法，其特征在于：步骤S5中，竞拍方的报量qbi使用拍卖方的公钥pkaq加密，由于拍卖方的公钥基于Paillier同态加密算法生成，加密后的报量具有同态性，区块链执行同态减法实现报量削减，报量比较则需要拍卖方获取区块链上待比较的报量对，使用自己的私钥skaq解密后直接进行比较，并将比较结果返回给区块链。
6.根据权利要求1所述的一种基于区块链和隐私保护的分布式能源拍卖方法，其特征在于：步骤S6中成交的购售电双方称为中标方，区块链将中标方的电量信息发送给拍卖方，由拍卖方解密后使用中标的购售电双方的公钥加密后发回给区块链，区块链存证最终的中标信息作为合同依据，中标方从区块链上获取中标信息，如果购电方加入拍卖后直接中标，成交电价为售电方的报价，此时需要售电方用自己的私钥解密报价后用购电方的公钥加密后传送给购电方；如果售电方加入拍卖后直接中标，成交电价为购电方的报价，此时需要购电方用自己的私钥解密报价后用售电方的公钥加密后传送给售电方。
7.一种基于区块链和隐私保护的分布式能源拍卖系统，其特征在于：所述系统包括区块链平台层、业务管理层、用户交互层；所述区块链平台层用于提供区块链访问服务，所述业务管理层包括：账户管理模块、交易管理模块、钱包管理模块和合同管理模块组成；其中，账户管理模块负责账户注册、登录和账户信息修改；交易管理模块负责交易发起、交易申报、申报查询、交易结果查询；钱包管理模块负责钱包充值、提现和余额查询以及交易记录查询；合同管理模块负责合同的查询和合同到期后的自动结算；所述用户交互层用于提供web可视化界面服务。
8.根据权利要求7所述的一种基于区块链和隐私保护的分布式能源拍卖系统，其特征在于：所述区块链平台层由竞拍方和拍卖方部署节点，安装智能合约后形成。
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