CN116720917A - 一种分布式碳交易市场共识方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种分布式碳交易市场共识方法，包括：创建节点，包括共识节点和普通节点，共识节点用于处理交易提案，审核企业资质和数据真实性，普通节点用于数据提交和数据同步；基于节点启动共识算法，共识算法为共识节点分配身份，包括交易中心、候选节点和普通共识节点；普通节点创建交易提案并发送给交易中心，交易中心向所有共识节点转发交易提案，所有共识节点对交易提案进行审核，并生成审核结果发送回交易中心，若审核通过，则将所述交易提案进行广播；基于通过审核后的交易提案进行碳交易，完成交易双方的碳积分管理。本发明可有效保障碳配额的发放与交易的公平性以及交易数据的安全性，准确识别并屏蔽掉试图篡改交易信息的节点及客户端。

Description

一种分布式碳交易市场共识方法

技术领域

本发明涉及碳交易市场共识技术领域，特别是涉及一种分布式碳交易市场共识方法。

背景技术

碳排放权交易市场是指获得温室气体排放权(排放权)的市场。“碳配额”是指经政府主管部门核定，企业所获得的一定时期内被允许向大气中排放温室气体(以二氧化碳当量计)的总量。“碳信用”指通过国际组织、独立第三方机构或者政府确认的，一个地区或企业以提高能源使用效率、降低污染或减少开发等方式减少的碳排放量，并可以计入碳市场交易的排放计量单位。同时，“市场”意味着碳信用的价格由市场上碳信用的供求决定，而不是由政策决定。这样做的方式将生产商品或服务的成本反映为气候变化的环境和社会成本。

致力于节能改造或技术和设备升级的公司的排放量有所减少，超过排放量的公司应向其购买剩余的排放配额。这样，公司的低碳意识将得到加强，通过调整设备、技术、结构节能、能源管理等方法，提高节能减排效果。

企业级的碳市场主要依托中心化交易所进行交易，存在诸如数据造假、虚假交易、监管不透明、管理部门核查成本高等中心化交易的弊端，并且在大数据管理中，过于中心化会导致数据安全性差和管理成本较高等问题。此外，“双碳”目标下的生态环境治理，不仅要要强调“政府主导作用”，还要增强信息披露制度，促进外部力量加入，构建外部监督机制。

目前我国碳市场发展还不够成熟，在现有的7个试点碳市场中，存在交易标准不统一、交易主体信息不对称、行政指令干预程度较高等问题，各交易试点有独立的碳排放核算和认证标准，导致各交易试点独立运行。虽然各交易试点也进行了碳资产金融创新，产生了如碳期权、碳债券、碳基金等碳金融衍生产品，但是由于我国碳市场发展还处于初期，各方面还不够完善，使碳金融发展受到了限制。此外，当前碳市场中碳排放交易以碳排放配额和中心化运作机制为基础，碳配额的发放与交易的公平性以及交易数据的安全性难以得到保证，我国碳市场中存在的上述问题会严重影响碳市场的快速发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种分布式碳交易市场共识方法，实现碳市场交易中碳配额分配、碳排放权交易、碳排放交易数据核查与溯源以及履约清算的全流程控制。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种分布式碳交易市场共识方法，包括：

创建节点，所述节点包括共识节点和普通节点，所述共识节点用于处理交易提案，审核企业资质和数据真实性，所述普通节点用于数据提交和数据同步；

基于所述节点启动共识算法，所述共识算法为所述共识节点分配身份，所述身份包括交易中心、候选节点和普通共识节点；

所述普通节点创建交易提案并发送给所述交易中心，所述交易中心向所有共识节点转发所述交易提案，所有共识节点对所述交易提案进行审核，并生成审核结果发送回所述交易中心，若审核通过，则将所述交易提案进行广播；

基于通过审核后的交易提案进行碳交易，完成交易双方的碳积分管理。

进一步地，所述共识节点由政府部门及审核机构担任，包括人民政府、生态环境局、自然资源局、第三方认证机构；所述普通节点由高耗能企业担任，包括能源企业、发电企业。

进一步地，所述交易中心通过所有共识节点竞选选出，所述交易中心需要时刻检查自身达成共识的能力，若所述交易中心失去达成共识的能力，则自动卸任交易中心身份，恢复竞选。

进一步地，所述交易中心在任职期间选取所述候选节点，所述候选节点是所述交易中心和所述普通共识节点之间的中介状态，所述候选节点包括继任候选节点和普通候选节点，所述继任候选节点用于启动恢复竞选，所述普通候选节点用于恢复竞选时通过接收其他节点的响应来确定自身身份。

进一步地，所述交易提案包括：碳配额提案、碳积分交易提案和碳抵消提案。

进一步地，基于所述碳配额提案进行碳交易包括：

普通节点向交易中心提交所述碳配额提案，所述碳配额提案的内容包括企业账户，企业资质，碳积分数量，排放报告；

所述交易中心将所述碳配额提案转发给所有共识节点，所述共识节点对所述企业资质进行审查，并审核所述排放报告，以及根据所述排放报告评估所述普通节点申请的碳积分数量是否匹配，生成同意或拒绝所述碳配额提案的回复；

当所述交易中心收到超过一半共识节点的同意回复后，将所述碳配额提案进行广播并同步到所有共识节点上，所述碳配额提案生效，所述企业账户增加对应碳积分；若所述共识节点中有任一拒绝回复，则所述碳配额提案作废。

进一步地，基于所述碳积分交易提案进行碳交易包括：

普通节点向所述交易中心提交所述碳积分交易提案，所述碳积分交易提案的内容包括双方企业账户，企业资质，碳积分数量，银行汇款记录，碳积分对应的审核报告；

所述交易中心将所述碳积分交易提案转发给所有共识节点以及双方交易节点，所述共识节点对所述企业资质进行审查，并检查所述碳积分数量和所述银行汇款记录是否匹配，以及审核所述碳积分对应的审核报告，双方企业的普通节点检查所述双方企业账户是否正确，并检查其他所有信息，生成同意或拒绝所述碳积分交易提案的回复；

当所述交易中心收到超过一半共识节点以及双方交易节点的同意回复后，将所述碳积分交易提案进行广播并同步到所有共识节点上，所述碳积分交易提案生效，购买方企业账户增加对应碳积分，卖方企业账户增加相应金额；若所述共识节点中有任一拒绝回复，则所述碳积分交易提案作废，退回相应金额给所述购买方企业账户。

进一步地，基于所述碳抵消提案进行碳交易包括：

普通节点在每个结算周期内向所述交易中心提交所述碳抵消提案，所述碳抵消提案的内容包括企业账户，企业资质，碳积分数量，排放报告；

所述交易中心将所述碳抵消提案转发给所有共识节点，所述共识节点对所述企业资质进行审查，并审核所述排放报告，以及根据所述排放报告评估所述普通节点申请抵消的碳积分数量是否匹配，生成同意或拒绝所述碳抵消提案的回复；

当所述交易中心收到超过一半共识节点的同意回复后，将所述碳抵消提案进行广播并同步到所有共识节点上，所述碳抵消提案生效，所述企业账户扣除对应碳积分；若所述共识节点中有任一拒绝回复，则所述碳抵消提案作废。

本发明的有益效果为：

本发明提出分布式碳交易市场共识方法，可有效的保障碳配额的发放与交易的公平性以及交易数据的安全性，准确识别并屏蔽掉试图篡改交易信息的节点及客户端；所采用的共识算法与普通的区块链所用共识算法相比，能够降低交易延迟以及提高交易的稳定性。

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为本发明实施例的一种分布式碳交易市场共识方法流程图；

图2为本发明实施例的共识算法步骤流程图；

图3为本发明实施例的节点身份状态机；

图4为本发明实施例的心跳计时器时序图；

图5为本发明实施例的继承竞选身份状态机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本实施例提供了一种分布式碳交易市场共识方法，如图1所示，包括：

S1.创建节点，节点包括共识节点和普通节点，根据担任节点的组织来区分启动共识节点或普通节点。由所有节点共同组建分布式网络。

担任共识节点的都是政府部门及审核机构，比如人民政府、生态环境局、自然资源局、第三方认证机构。其中第三方提供的认证服务均由国家认证机构提供技术支持和数字化业务支持。由共识节点组成的共识网络负责处理各种交易提案，审核企业资质以及数据真实性等。

普通节点由能源企业、发电企业等高耗能企业担任。仅作数据提交和数据同步，并且为业务数据提供各种借口用于碳排放数据展示、查询和溯源。普通节点的数据同步保障了链上数据的一致性、无法被篡改和可靠性。

S2.通过节点启动共识算法，如图2所示，所有节点启动心跳计时器Ticker，共识算法将自动为所有共识节点分配不同的身份，身份包括交易中心、候选节点和普通共识节点，每个节点同一时刻只能担任一种身份，普通节点不设置身份属性。

计时器超时competitionTime的共识节点发起恢复竞选LeaderCompetition(recover)，节点之间竞争交易中心身份的归属权。

如图3所示，网络中同一时刻只存在一个交易中心，交易中心由竞选机制LeaderCompetition在共识节点中选出。该交易中心需要负责转发所有交易提案PreProposal给共识节点，以及在整个网络中广播被确认的交易提案。每当有新的交易提案PreProposal，它们将被包括在心跳数据包中发送。若没有新的交易提案PreProposal，交易中心还需在每个心跳间隔期间通过心跳包与共识节点进行通信。同时，交易中心还需时刻检查自己的达成共识的能力，若长时间没有收到心跳包的回复，则认为交易中心已经失去了在网络中达成共识的能力。因此，由于计时器Ticker超时，它将自动卸任交易中心身份。

除交易中心外的共识节点在收到来自交易中心的心跳数据包AppendEntry时，重置心跳计时器Ticker。一旦心跳计时器超时，表明交易中心处于离线状态，共识节点就会启动恢复选举LeaderCompetition(recover)。

交易中心将在其任期开始时调用choiceCandidates，通过代理签名的授权来选择具有最佳通信状态的两个候选节点。

候选节点是交易中心和普通共识节点身份之间的中介状态，值得注意的是，继任候选节点和普通候选节点之间存在差异。继任候选节点的身份是通过交易中心的选择和授权机制choiceCandidates授权的，该机制旨在计时器Ticker超时成功后启动继任竞选LeaderCompetition(succeed)。相比之下，在发起恢复竞选LeaderCompetition(recover)时，一个普通候选节点充当中间身份。候选节点在收到来自共识群组内大多数节点的同步确认响应后，将其身份转换为交易中心。相反，当接收到来自大多数节点的拒绝同步响应时，或者当计时器Ticker超时，节点将其身份修改为普通共识节点。

如图5所示，继任候选节点的计时器超时succeedTime时，认定交易中心节点已经离线，该节点将会发起Seeker，消息使用交易中心获得的授权来进行代理签名，Seeker将会发送给所有共识节点，目的是寻找另一个继承候选节点。另一个继承候选节点同样认为交易中心节点离线，并且验证代理签名成功后返回自己的一半授权。收到授权恢复后，继承候选节点会先合并授权并验证其有效性，若授权合法则发起继任竞选LeaderCompetition(succeed)。

S3.由企业担任的普通节点发起碳交易的提案PreProposal，经由交易中心构建提案数据包并转发给所有共识节点。在提案PreProposal的审核阶段，所有共识节点都需要对提案进行审核。但是，由不同机构或部门担任的节点，其审核内容也不同。审核结束后将结果回复给交易中心，若审核通过则将该提案缓存在交易池中。

若提案通过所有共识节点的审核，则交易中心将该提案在整个网络中广播AppendEntry。共识节点在交易上链之前，将其与交易池中缓存的提案进行对比；在对比不同的情况下，交易中心被视为篡改提案信息，并相应地被添加到黑名单中。碳交易包括碳配额、碳积分交易、碳抵消等，进行碳配额具体包括：

(1)企业节点向交易中心提交碳配额提案，提案内容包括企业账户，企业资质，碳积分数量，排放报告。

(2)交易中心将提案转发给所有共识节点，共识节点中政府部门对企业进行资格审查，根据排放报告评估申请的碳积分是否匹配。而认证机构审核排放报告并上传审定报告。最终共识节点在回复中同意或拒绝该碳配额申请。

(3)当交易中心收到超过一半共识节点的同意回复后，调用AppendEntry RPC将该交易同步到所有节点上。当交易中心收到超过网络中一半节点的确认恢复后，该碳配额提案生效，企业账户增加对应碳积分。

(4)若共识节点中有任一拒绝回复，则该提案作废。

进行碳积分交易具体包括：

(1)购买积分企业首先确认购买的积分数量以及对应的企业，之后将碳积分对应金额汇入平台账户，保存汇款记录并添加到交易提案中。

(2)企业节点向交易中心提交碳积分交易提案，提案内容包括双方企业账户，企业资质，碳积分数量，银行汇款记录，碳积分对应的审核报告。

(3)交易中心将提案转发给所有共识节点以及双方交易节点，共识节点中政府部门对企业进行资格审查，检查碳积分数量和汇款金额是否匹配。而认证机构鉴定审核报告的真实性和有效性。双方企业节点检查交易账户是否正确，并检查其他所有信息。最终在回复中同意或拒绝该碳积分交易提案。

(4)当交易中心收到超过一半共识节点以及双方交易节点的同意回复后，调用AppendEntry RPC将该交易同步到所有节点上。当交易中心收到超过网络中一半节点的确认回复后，该碳积分交易提案生效，购买方企业账户增加对应碳积分，平台将相应金额发放给卖方企业账户。

(5)若共识节点中有任一拒绝回复，则该提案作废，平台将相应金额退回给购买方企业账户。

进行碳抵消具体包括：

(1)企业节点在每个结算周期内向交易中心提交碳抵消提案，提案内容包括企业账户，企业资质，碳积分数量，排放报告。

(2)交易中心将提案转发给所有共识节点，共识节点中政府部门对企业进行资格审查，根据排放报告评估抵消的碳积分是否匹配。而认证机构审核排放报告并上传审定报告。最终共识节点在回复中同意或拒绝该碳抵消申请。

(3)当交易中心收到超过一半共识节点的同意回复后，调用AppendEntry RPC将该交易同步到所有节点上。当交易中心收到超过网络中一半节点的确认恢复后，该碳抵消提案生效，企业账户扣除对应碳积分。

(4)若节点中有任一拒绝回复，则该提案作废。

共识算法具体包括：

(一)LeaderCompetition

在leaderCompetition机制中，交易中心发出的消息被视为对普通共识节点的同步邀请；如果普通共识节点接受了某个候选中心的同步邀请，则短时间内不能再接受其他候选中心的同步邀请。同步邀请具体表现为该候选中心的公钥，通过签名算法将普通共识节点与该节点绑定，可以避免竞选期间出现伪造选票的问题。竞选分为两种情况，分别是恢复竞选和继承竞选。具体流程如下：

(1)首先生成一对新的公私钥对(dA，PA)，重置自身计时器。

(2)如果是恢复竞选则使用空密钥签名，变更身份为候选中心，并初始化receiveIndex；如果是继承竞选则使用上一任交易中心节点的私钥dA′签名。

(3)普通共识节点收到竞选请求后，首先验证签名的正确性，如果本地没有公钥，则使用空密钥对应的公钥验证签名.

(4)如果有上一任交易中心的公钥，则使用上一任交易中心的公钥验证签名。

(5)普通共识节点之后验证候选中心的数据完整度，要求候选中心的数据准确且不必自己的数据量少。

(6)满足(3)、(4)条件后同意竞选请求，认为普通共识节点接受了候选中心节点的同步邀请。置FollowGranted为true，重置自身计时器，同时更新本地公钥为竞选消息中的PA。

(7)候选中心收到竞选回复后，首先判断是否同意竞选请求，如果收到超过一半节点的拒绝回复时，变更身份为普通共识节点，并清空本地公钥。

(8)如果同意竞选请求，则更新receiveIndex，值为当前时间与竞选请求中时间错的时间差。

(9)当收到超过一半节点的同意竞选回复时，变更身份为交易中心，重置计时器，并发起choiceCandidates。

(二)PreProposal

提案审核阶段是确保交易数据真实性、有效性的关键环节。每当交易中心收到预交易提案，交易中心将其转发给其他共识节点。共识节点依据其不同的监管资格，对提案的部分信息进行审查。提案信息会依据交易类型不同而有所区别。

当交易中心收到该提案超过一半的通过回复，且其中至少包括一位政府部门及认证机构时，交易中心则认为该提案真实且合法。之后将该提案添加到AppendEntry消息包中在全网广播。具体流程如下：

(1)交易中心为预提案标号、判断交易类型、并将企业提供的资质证书，排放报告等资料添加到PreProposalArgs消息包中。为每一个共识节点发送待审核提案。

(2)对消息包使用哈希函数，将哈希值及交易中心节点证书的签名添加到消息包中。

(3)共识节点节点收到PreProposalArgs后，首先判断本地有没有交易中心的公钥，如果说明还没有收到同步邀请，直接返回，否则置Invited为True

(4)然后验证哈希值及证书的签名，签名的验证使用本地交易中心公钥。如果验证正确则保存证书签名，下次收到PreProposalArgs可直接对比签名值，无需再进行验证操作。

(5)确认交易中心身份后，开始对提案中的信息进行审核。由于自身节点的机构或部门不同，在此阶段所审核的部分也不同，因此调用不同的智能合约进行审核。

(6)由智能合约给出的结果添加到回复消息中，当得出通过结果时，将该提案缓存到本地的交易池中。若拒绝该提案，还需将拒绝理由添加到Data字段中。

(7)交易中心节点收到PreProposalReply后，若Invited为False，则交易中心单独为该共识节点发送LeaderCompetition RPC。

(8)若回复中有任一拒绝回复，则直接放弃该提案，将拒绝理由转发给提案发起者。

(9)当收到超过一半的确认回复后，认为该提案通过。将其添加到AppendEntryRPC中进行全网广播。

(三)AppendEntry

在每个心跳时间内，交易中心需要向所有普通共识节点发送AppendEntryRPC，若交易池中的交易数量足够打包数量时，则将交易打包并添加到AppendEntry消息包中，若不够则发送空的消息包，也成为心跳包。

普通共识节点只会接受交易中心发来的日志复制消息，也就是接受了其同步邀请的节点。若普通共识节点节点尚未接受同步邀请，则返回uninvited消息，提醒交易中心节点单独为其发送LeaderCompetition RPC。除此之外，交易中心的心跳计时器的重置设置在收到超过一半确认回复之后，方便交易中心随时检查自己在网络中的共识达成能力。具体流程如下：

(1)交易中心构建AppendEntriesArgs为每一个节点发送打包数据。

(2)根据nextIndex判断需要发送的数据包或者发送心跳包，将数据包复制到消息包AppendEntriesArgs中。

(3)对消息包使用哈希函数，将哈希值及交易中心节点证书的签名添加到消息包中。

(4)普通共识节点节点收到AppendEntriesArgs后，首先判断本地有没有交易中心的公钥，如果说明还没有收到同步邀请，直接返回，否则置Invited为True。

(5)然后验证哈希值及证书的签名，签名的验证使用本地交易中心公钥。如果验证正确则保存证书签名，下次收到AppendEntriesArgs可直接对比签名值，无需再进行验证操作。

(6)Term不同的情况调整Term，并重置计时器。

(7)根据本地数据索引判断是否添加消息包中的数据区块，如果不需要添加则置AppendEntriesReply中Conflict为true。

(8)添加新的数据区块时，普通共识节点从交易池中提取相关交易进行哈希计算并与接收到的Merkle树根进行对比，如果对比相同，普通共识节点节点回复成功给交易中心消息，置Success为True；如果对比不同，则认定交易中心节点篡改区块内容，普通共识节点节点拒绝添加区块数据，并将该交易中心添加至黑名单。

(9)交易中心节点收到AppendEntriesReply后，若Invited为False，则交易中心单独为该普通共识节点节点发送LeaderCompetition RPC。

(10)若Success或Conflict为True，表示普通共识节点确认收到消息，当交易中心收到超过一半的确认回复后，重置计时器。

(11)根据Success及Conflict标志位更新交易中心的nextIndex。

(四)choiceCandidates

choiceCandidates发生在交易中心节点上任初期，目的是选择两个通信条件良好的节点提前成为下一任的候选中心，并使用基于SM2的代理签名算法为其赋予代理签名的授权。具体流程如下：

(1)交易中心节点根据receiveIndex选择两个通信时间最短的节点作为候选中心，并调用authorize为其使用代理签名进行授权。

(2)交易中心节点为普通共识节点节点生成授权证书mW，私钥dA的一半作为kb，结合私钥生成授权信息SA，将(mW，kb，Ga，Gab，SA)组成AuthorizeArgs发送给被选中的普通共识节点节点。

(3)普通共识节点节点收到AuthorizeArgs时，首先判断本地有没有公钥，如果没有公钥，则直接返回。

(4)若使用本地公钥验证授权信息成功，则接受授权，置AuthorizeReply中Success为True，之后更新节点身份为候选中心并生成代理签名的私钥dp。

(5)交易中心收到AuthorizeReply后，根据Success标志为判断是否需要重新choiceCandidates。

(五)Seeker

Seeker RPC是在认为交易中心节点已经离线后，由继任候选中心发起，消息使用代理签名。另一个继任候选中心同样认为交易中心节点离线，并且验证代理签名成功后返回自己的一半kb。具体流程如下：

(1)候选中心构建SeekArgs，消息使用代理授权的私钥dp进行签名。

(2)节点收到SeekArgs消息时，首先判断自身时候接受过代理授权，及计时器是否超过succeedTime。

(3)满足第(2)点后，使用本地公钥验证代理签名的准确性，如果验证成功则置SeekReply中Success为True，且返回kb。

(4)候选中心收到SeekReply后将kb与本地的kb合并成为dA′，然后使用本地公钥验证dA′的合法性，如果合法则发起继承竞选leaderCompetition。

(六)receiveIndex

receiveIndex是交易中心节点在竞选期间生成的指标，存储的是与各个节点的通信时间。在剔除掉黑名单节点后，交易中心在普通共识节点中选择receiveIndex指标最小的两个节点p，q作为拟继任候选中心。并且生成授权的关键数据kb：

Kbp＝Rndom(dA)

Kbq＝dA-kbp

Kb各是交易中心节点私钥dA的一半，两个合并便可取得私钥dA。之后将kb传递给SM2代理签名为拟继承候选中心生成授权信息。具体流程如下：

(1)receiveIndex为一个长度为网络节点数量的时间格式数组，索引值对应节点ID。

(2)节点变更身份为候选中心时初始化receiveIndex，所有重置为0。

(3)候选中心节点在调用LeaderCompetition RPC时更新receiveIndex，值为收到回复的时间与发送时消息包中的时间戳之差。

(4)交易中心节点在上任后调用choiceCandidates，根据receiveIndex选择授权节点，标准为receiveIndex对应的值不为0或-1，且时间最短的两个节点。

(5)交易中心节点收到AuthorizeReply失败回复时，更新receiveIndex对应的值为-1，之后重新发起choiceCandidates。

(七)ticker

每个节点都设置一个心跳计时器，节点会根据超时时间点以及节点身份执行某些操作或者变更身份。如图4所示，计时器设置了三个超时时间点，由时间长短从低到高排序分别是succeedTime，resetTime和competitionTime。这些时间点不是固定不变的，而是带有一定时间的随机波动。具体流程如下：

(1)计时器超过succeedTime时间点，则认为交易中心节点已经离线。接受过授权的候选中心节点在此时发起Seeker RPC。

(2)计时器超过resetTime时间点，则认为交易中心节点离线且候选中心的继承竞选失败。此时候选中心节点身份变更为普通共识节点，普通共识节点节点重置本地的公钥PA。

(3)计时器超过competitionTime时间点，则认为网络中不存在有能力达成共识的交易中心节点。此时交易中心节点变更身份为普通共识节点且重置本地公钥PA。普通共识节点节点发起恢复竞选leaderCompetition。

(4)候选中心节点在发起leaderCompetition以及成为交易中心时重置计时器，保证在竞选过程中不会因为超时而变回普通共识节点。

(5)普通共识节点节点收到leaderCompetition消息并接受同步邀请时重置计时器，使自己不会因为超时而变成新的候选中心。

(6)普通共识节点节点收到AppendEntry消息并验证签名的合法性之后重置计时器，此时交易中心节点是诚实的且正常工作的。

(7)交易中心节点在收到超过一半节点的AppendEntry确认恢复后重置计时器，表示交易中心节点目前有能力在网络中达成共识。

以上所述的实施例仅是对本发明优选方式进行的描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种分布式碳交易市场共识方法，其特征在于，包括：

创建节点，所述节点包括共识节点和普通节点，所述共识节点用于处理交易提案，审核企业资质和数据真实性，所述普通节点用于数据提交和数据同步；

基于所述节点启动共识算法，所述共识算法为所述共识节点分配身份，所述身份包括交易中心、候选节点和普通共识节点，

所述普通节点创建交易提案并发送给所述交易中心，所述交易中心向所有共识节点转发所述交易提案，所有共识节点对所述交易提案进行审核，并生成审核结果发送回所述交易中心，若审核通过，则将所述交易提案进行广播；

基于通过审核后的交易提案进行碳交易，完成交易双方的碳积分管理。

2.根据权利要求1所述的分布式碳交易市场共识方法，其特征在于，所述共识节点由政府部门及审核机构担任，包括人民政府、生态环境局、自然资源局、第三方认证机构；所述普通节点由高耗能企业担任，包括能源企业、发电企业。

3.根据权利要求1所述的分布式碳交易市场共识方法，其特征在于，所述交易中心通过所有共识节点竞选选出，所述交易中心需要时刻检查自身达成共识的能力，若所述交易中心失去达成共识的能力，则自动卸任交易中心身份，恢复竞选。

4.根据权利要求1所述的分布式碳交易市场共识方法，其特征在于，所述交易中心在任职期间选取所述候选节点，所述候选节点是所述交易中心和所述普通共识节点之间的中介状态，所述候选节点包括继任候选节点和普通候选节点，所述继任候选节点用于启动恢复竞选，所述普通候选节点用于恢复竞选时通过接收其他节点的响应来确定自身身份。

5.根据权利要求1所述的分布式碳交易市场共识方法，其特征在于，所述交易提案包括：碳配额提案、碳积分交易提案和碳抵消提案。

6.根据权利要求5所述的分布式碳交易市场共识方法，其特征在于，基于所述碳配额提案进行碳交易包括：

普通节点向交易中心提交所述碳配额提案，所述碳配额提案的内容包括企业账户，企业资质，碳积分数量，排放报告；

所述交易中心将所述碳配额提案转发给所有共识节点，所述共识节点对所述企业资质进行审查，并审核所述排放报告，以及根据所述排放报告评估所述普通节点申请的碳积分数量是否匹配，生成同意或拒绝所述碳配额提案的回复；

当所述交易中心收到超过一半共识节点的同意回复后，将所述碳配额提案进行广播并同步到所有共识节点上，所述碳配额提案生效，所述企业账户增加对应碳积分；若所述共识节点中有任一拒绝回复，则所述碳配额提案作废。

7.根据权利要求5所述的分布式碳交易市场共识方法，其特征在于，基于所述碳积分交易提案进行碳交易包括：

普通节点向所述交易中心提交所述碳积分交易提案，所述碳积分交易提案的内容包括双方企业账户，企业资质，碳积分数量，银行汇款记录，碳积分对应的审核报告；

所述交易中心将所述碳积分交易提案转发给所有共识节点以及双方交易节点，所述共识节点对所述企业资质进行审查，并检查所述碳积分数量和所述银行汇款记录是否匹配，以及审核所述碳积分对应的审核报告，双方企业的普通节点检查所述双方企业账户是否正确，并检查其他所有信息，生成同意或拒绝所述碳积分交易提案的回复；

当所述交易中心收到超过一半共识节点以及双方交易节点的同意回复后，将所述碳积分交易提案进行广播并同步到所有共识节点上，所述碳积分交易提案生效，购买方企业账户增加对应碳积分，卖方企业账户增加相应金额；若所述共识节点中有任一拒绝回复，则所述碳积分交易提案作废，退回相应金额给所述购买方企业账户。

8.根据权利要求5所述的分布式碳交易市场共识方法，其特征在于，基于所述碳抵消提案进行碳交易包括：

普通节点在每个结算周期内向所述交易中心提交所述碳抵消提案，所述碳抵消提案的内容包括企业账户，企业资质，碳积分数量，排放报告；

所述交易中心将所述碳抵消提案转发给所有共识节点，所述共识节点对所述企业资质进行审查，并审核所述排放报告，以及根据所述排放报告评估所述普通节点申请抵消的碳积分数量是否匹配，生成同意或拒绝所述碳抵消提案的回复；

当所述交易中心收到超过一半共识节点的同意回复后，将所述碳抵消提案进行广播并同步到所有共识节点上，所述碳抵消提案生效，所述企业账户扣除对应碳积分；若所述共识节点中有任一拒绝回复，则所述碳抵消提案作废。