CN117237115B - 一种碳排放交易的加密方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种碳排放交易的加密方法及系统，涉及碳排放交易技术领域。该方法适用于碳交易服务端，包括：获取第一客户端发送的交易指令，所述交易指令携带有所述第一客户端的第一用户密钥；响应于所述交易指令，获取待交易的第二客户端发送的第二用户密钥；基于预先建立的密钥加密模型将所述第一用户密钥和所述第二用户密钥合成加密密钥，并下发所述加密密钥至所述第一客户端，使得所述第一客户端利用所述加密密钥对源于所述碳交易服务端的交易明细进行加密，以生成加密密文。本申请实施例解决了现有加密技术应用在碳指标交易上容易暴露密钥的技术问题，能够有效提高碳排放交易的安全性。

Description

一种碳排放交易的加密方法及系统

技术领域

本申请涉及碳排放交易技术领域，具体而言，本申请涉及一种碳排放交易的加密方法及系统。

背景技术

碳指标是衡量和管理碳排放的一种工具，旨在应对气候变化和减少温室气体排放。根据碳排放转换标准，使用计量工具可将分类好的回收物的重量转换为碳排放指标。依照《京都议定书》描述，碳排放指标可用于交易，因此所得碳排放指标的安全性和可靠性关乎着交易的认可度。对碳指标的加密可以确保碳指标数据在传输、存储和处理过程中的安全性，防止数据被未经授权的人篡改或窃取。这对于保护企业和机构的利益以及保障环境和社会公众的利益具有关键意义。并且加密可以确保市场参与者之间的交易公平、透明和可信，促进碳交易的发展和运作。

现有加密技术主要包括对称加密、非对称加密、数字签名、哈希函数等，这些方法在小型交易中有非常好的加密效果，因为小型交易一般为点对点交易，即为确认的买家和确认的卖家，现有交易方式基本不会出现密钥泄露的问题。但对于碳指标交易，卖家通常把想要出售的碳指标登记在碳交易中心，这些碳指标包含多笔碳转换，碳转换是指将通过垃圾回收等减碳行为换取碳排放指标，每一笔碳转换的碳指标值并不相同。并且，对于登记在碳交易中心中的同一笔碳转换所得碳指标可能被拆分并被多个买家访问或是购买，因此直接使用原始密钥在传输时容易出现密钥暴露问题，即将来自同一碳转换的碳指标被分批卖给多人时对每一小份使用相同的密钥容易通过已销售部分推断出剩余未销售部分。虽然这一问题可以通过对每一次交易分发不同的密钥解决，但密钥池中的密钥数量是有限的，当交易量增大时密钥数量会出现不足，仍无法解决上述问题。因此，现有加密技术应用在碳指标交易上容易暴露密钥。

发明内容

本申请实施例提供了一种碳排放交易的加密方法及系统，用于解决现有加密技术应用在碳指标交易上容易暴露密钥的技术问题，能够有效提高碳排放交易的安全性。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种碳排放交易的加密方法，适用于碳交易服务端，包括：

获取第一客户端发送的交易指令，所述交易指令携带有所述第一客户端的第一用户密钥；

响应于所述交易指令，获取待交易的第二客户端发送的第二用户密钥；

基于预先建立的密钥加密模型将所述第一用户密钥和所述第二用户密钥合成加密密钥，并下发所述加密密钥至所述第一客户端，使得所述第一客户端利用所述加密密钥对源于所述碳交易服务端的交易明细进行加密，以生成加密密文。

在一个可能的实现方式中，所述密钥加密模型包括级联排序的第一卷积层、第二卷积层、激活层、第三卷积层以及平均池化层；

通过所述密钥加密模型执行以下步骤，以合成加密密钥：

通过所述第一卷积层对所述第一用户密钥和所述第二用户密钥进行特征提取，得到具有第一向量尺寸的第一密钥特征；

通过所述第二卷积层对所述第一密钥特征进行特征提取，得到具有第二向量尺寸的第二密钥特征；

通过所述激活层对所述第二密钥特征进行非线性变换，并通过所述第三卷积层对非线性变换结果进行特征提取，得到第三密钥特征；

通过所述平均池化层对所述第三密钥特征进行池化运算，并将池化运算结果作为加密密钥。

在一个可能的实现方式中，所述方法还包括：

针对所述第一卷积层及所述第三卷积层，分别构建用于指示其内部参数之间的关系的三元三次方程模型，其中，所述三元三次方程模型的多项式系数均为随机生成；

针对所述第二卷积层及所述平均池化层，分别构建用于指示其内部参数之间的关系的二元二次方程模型，其中，所述二元二次方程模型的多项式系数均为随机生成；

基于所述第一卷积层对应的三元三次方程模型、所述第二卷积层对应的二元二次方程模型、所述第三卷积层对应的三元三次方程模型以及所述平均池化层对应的二元二次方程模型，构建所述密钥加密模型的参数运算模型；

其中，所述参数运算模型用于指示所述第一卷积层、所述第二卷积层、所述第三卷积层及所述平均池化层的内部参数均满足预设的密钥约束条件。

在一个可能的实现方式中，所述方法还包括：

对所述参数运算模型进行参数合理化，并通过数值解法对参数合理化后的参数运算模型进行求解，得到所述密钥加密模型中各层级的内部参数；

其中，通过如下公式（1）进行参数合理化，具体包括：

（1）

为参数合理化后的参数运算模型，/>为一个三角化后的基，/>为另一个三角化后的基，T为计算常量；/>均表示所述第一卷积层的内部参数，/>表示所述第一卷积层对应的三元三次方程模型，/>表示关于内部参数/>的多项式；/>均表示所述第二卷积层的内部参数，/>表示所述第二卷积层对应的二元二次方程模型，/>表示关于内部参数/>的多项式；/>均表示所述第三卷积层的内部参数，/>表示所述第三卷积层对应的三元三次方程模型，表示关于内部参数/>的多项式；/>均表示所述平均池化层的内部参数，/>表示所述平均池化层对应的二元二次方程模型，/>表示关于内部参数/>的多项式；/>表示关于所述第一卷积层对应的三元三次方程模型以及所述第二卷积层对应的二元二次方程模型的理想值；/>表示关于所述第三卷积层对应的三元三次方程模型以及所述平均池化层对应的二元二次方程模型的理想值。

在一个可能的实现方式中，所述激活层为具有落于预设斜率范围内的任一斜率的ReLU激活函数；

通过所述激活层执行以下步骤，以进行非线性变换：

当所述第二密钥特征大于零时，则以由所述斜率与所述第二密钥特征组织而成的计算结果作为所述ReLU激活函数的输出。

在一个可能的实现方式中，所述方法还包括：

获取碳转换服务端发送的由减碳事件转换得到的碳排放指标信息；其中，所述碳排放指标信息包含碳指标及其碳指标值，所述碳排放指标信息由所述碳转换服务端响应于来自所述第一客户端的交易结算指令后发送，所述减碳事件与所述交易结算指令一一对应；

确定针对所述碳排放指标信息的解析结果，并向所述碳转换服务端发送信息确认请求，所述信息确认请求用于请求所述碳转换服务端确认所述解析结果；

在接收到所述碳转换服务端返回的携带有所述第一客户端的用户标识的确认指令，且基于所述用户标识检测到此前已向所述第一客户端分配第一用户密钥时，则以所述第一用户密钥、所述碳转换服务端的终端标识以及碳转换时间的组合作为本次转换所得到的碳指标的身份标识，并以所述碳指标作为基本交易单元。

在一个可能的实现方式中，通过如下步骤生成所述交易明细，包括：

响应于所述第一客户端发送的交易发布指令，获取与所述交易发布指令对应的用于表征依序排列的至少一个所述基本交易单元的碳交易订单，所述碳交易订单包含所述基本交易单元的身份标识及其所对应的碳指标值；

响应于所述第二客户端发送的交易需求指令，在所述碳交易订单上筛选碳指标值满足与所述交易需求指令相应的碳指标值交易需求的至少一个所述基本交易单元；

将所述交易需求指令所涉及的基本交易单元的身份标识、所述第一用户密钥、所述第二用户密钥、待交易的碳指标值以及交易时间组合成交易明细。

在一个可能的实现方式中，所述在所述碳交易订单上筛选碳指标值满足与所述交易需求指令相应的碳指标值交易需求的至少一个所述基本交易单元，包括：

在判断到一个或多个所述基本交易单元的碳指标值不满足所述碳指标值交易需求时，若依序累计遍历到第n个基本交易单元的碳指标值超出所述碳指标值交易需求，则依据切分策略对第n个基本交易单元的碳指标值进行切分，所述切分策略用以指示切分后的碳指标值与前n-1个基本交易单元的碳指标值的累计值达到所述碳指标值交易需求，其中，；

确定前n-1个基本交易单元以及所切分的第n个基本交易单元为满足所述碳指标值交易需求的基本交易单元。

在一个可能的实现方式中，所述方法还包括：

获取所述第二客户端发送的解密指令，所述解密指令由所述第二客户端接收到来自所述第一客户端的加密密文后发送；

响应于所述解密指令，向所述第二客户端下发所述加密密钥，使得所述第二客户端利用所述加密密钥对所述加密密文进行解密。

根据本申请实施例的另一个方面，提供了一种碳排放交易的加密系统，包括：第一客户端、待交易的第二客户端以及碳交易服务端；

所述第一客户端，用于发送交易指令，所述交易指令携带有所述第一客户端的第一用户密钥；

所述第二客户端，用于发送第二用户密钥；

所述碳交易服务端，连接于所述第一客户端及所述第二客户端，用于获取所述交易指令；响应于所述交易指令，获取所述第二用户密钥；基于预先建立的密钥加密模型将所述第一用户密钥和所述第二用户密钥合成加密密钥，并下发所述加密密钥至所述第一客户端；

所述第一客户端，还用于利用所述加密密钥对源于所述碳交易服务端的交易明细进行加密，以生成加密密文。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本申请实施例提供的碳排放交易的加密方法，通过获取第一客户端发送的交易指令，所述交易指令携带有所述第一客户端的第一用户密钥，继而响应于所述交易指令，获取待交易的第二客户端发送的第二用户密钥，从而基于预先建立的密钥加密模型将所述第一用户密钥和所述第二用户密钥合成加密密钥，并下发所述加密密钥至所述第一客户端，使得所述第一客户端利用所述加密密钥对源于所述碳交易服务端的交易明细进行加密，以生成加密密文，这样通过待交易的双方客户端的用户密钥，结合对该用户密钥进行进一步的加密，使得不参与该次交易的用户无法获悉该加密密钥，且无法通过来自同一碳转换的已交易碳指标的加密密钥推断出剩余的未交易碳指标的加密密钥，解决了现有加密技术应用在碳指标交易上容易暴露密钥的技术问题，并避免了现有随机发放的密钥数量不足的情况。同时，加密密钥的生成过程完全由碳交易服务端管控，以使待交易的双方客户端无法进行恶意篡改，能够有效提高碳排放交易的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对本申请实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本申请实施例提供的一种碳排放交易的加密方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的一种碳排放交易的加密系统的结构示意图；

图3为本申请一个示例性实施例提供的碳排放交易的加密系统的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的密钥加密模型的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

实施例一

参见图1为本申请实施例提供的一种碳排放交易的加密方法的流程示意图，该碳排放交易的加密方法适用于碳交易服务端，该方法包括步骤S101至S103。

S101、获取第一客户端发送的交易指令，所述交易指令携带有所述第一客户端的第一用户密钥。

在本申请中，参见图2为本申请实施例提供的一种碳排放交易的加密系统的结构示意图，该碳排放交易的加密系统包括第一客户端、第二客户端以及碳交易服务端，其中，第一客户端、第二客户端以及碳交易服务端之间通过通信网络连接，且第一客户端、第二客户端以及碳交易服务端可以通过有线或无线通信方式进行直接或间接地连接，本申请对此不作限制。

第一客户端为卖家用户端，第二客户端为买家用户端。其中，第一客户端和第二客户端是安装有用于搭载展示交互内容的用户界面的应用程序的用户侧电子设备，该电子设备可以是智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式计算机、智能可穿戴式设备等，该应用程序是多媒体平台的用户终端侧应用程序，例如，在本申请中该多媒体平台为碳排放交易平台，该应用程序支持碳数据展示、订单明细、交易发布、积分管理、交易结算、碳账户管理、碳交易等功能。

碳交易服务端可以是独立的物理服务器，也可以是多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式系统，还可以是提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务、内容分发网络，以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器。碳交易服务端上承载有多媒体平台，上述碳交易服务端为第一客户端和第二客户端中开发且运行的应用程序提供后台服务。

在本申请中，在碳交易过程中，卖家用户通过触发碳排放交易平台的用户终端侧应用程序上的碳交易功能，使得卖家用户所在的第一客户端生成相应的交易指令，并将该交易指令发送到碳交易服务端，该交易指令携带有所述第一客户端的第一用户密钥。

S102、响应于所述交易指令，获取待交易的第二客户端发送的第二用户密钥。

在本申请中，碳交易服务端在接收到交易指令之前，第一客户端向碳交易服务端发送交易发布指令，以在碳排放交易平台上展示该卖家用户待交易的碳指标及碳指标值。买家用户通过碳排放交易平台的用户终端侧应用程序，查看该碳排放交易平台上的碳指标交易信息，继而在满足买家用户的碳指标值交易需求时，碳交易服务端确认待交易的卖家侧的第一客户端以及买家侧的第二客户端。进一步，碳交易服务端响应于第一客户端发送的交易指令，该交易指令可以理解为卖家用户确认启动该笔碳交易，则碳交易服务端向买家侧的第二客户端索取该第二客户端对应的第二用户密钥。

S103、基于预先建立的密钥加密模型将所述第一用户密钥和所述第二用户密钥合成加密密钥，并下发所述加密密钥至所述第一客户端，使得所述第一客户端利用所述加密密钥对源于所述碳交易服务端的交易明细进行加密，以生成加密密文。

在本申请中，碳交易服务端使用卖家用户的第一用户密钥以及买家用户的第二用户密钥进行共同加密，同时结合密钥加密模型进行加密处理，其中，该密钥加密模型为可控激活神经网络，这样该加密密钥关联于交易双方的用户密钥，使得在对来自同一碳转换的碳指标被分批卖给多人时，不同交易的加密密钥随交易对象而变化，不参与该次交易的用户无法获悉该次交易的加密密钥，且无法通过来自同一碳转换的已交易碳指标的加密密钥推断出剩余的未交易碳指标的加密密钥，能够进一步提高用于交易的加密密钥的安全性。同时，加密密钥的生成过程完全由碳交易服务端管控，交易双方用户不参与加密密钥的生成，以使待交易的双方客户端无法进行恶意篡改，保证了交易的安全性。

进一步，碳交易服务端基于交易双方用户的信息以及交易的碳指标信息等信息，生成交易明细，后将所生成的加密密钥以及交易明细，下发到第一客户端，为保证交易的可靠性，本申请对交易明细进行加密。具体的，第一客户端对碳交易服务端下发的交易明细进行确认，在确认无误后通过该加密密钥使用加密算法对该交易明细进行加密，得到加密密文，该加密算法可以是AES加密算法。可选的，在第一客户端检测到该交易明细有误时，向碳交易服务端反馈相应的错误信息，使得碳交易服务端再次生成交易明细，直至第一客户端确认无误，提高了交易信息的准确度。

在一些实施例中，所述方法还包括：

获取所述第二客户端发送的解密指令，所述解密指令由所述第二客户端接收到来自所述第一客户端的加密密文后发送；

响应于所述解密指令，向所述第二客户端下发所述加密密钥，使得所述第二客户端利用所述加密密钥对所述加密密文进行解密。

在本实施例中，第一客户端将加密密文发送到第二客户端，第二客户端在加收到该加密密文后，向碳交易服务端发送解密指令，以申请本次交易的加密密钥。第二客户端在接收到碳交易服务端响应指令后下发的加密密钥时，通过该加密密钥使用解密算法对加密密文进行解密，该解密算法可以是对应于AES加密算法的AES解密算法。因此，本申请通过卖家用户及买家用户单方面向碳交易服务端申请加密密钥，客户端之间不涉及密钥传输，即该加密密钥仅由碳交易服务端管控，避免了加密密钥泄露的情况，这样不参与交易的用户无法获悉或截获该交易的加密密钥，提高了交易的安全性和可靠性。

本申请实施例提供的碳排放交易的加密方法，通过获取第一客户端发送的交易指令，所述交易指令携带有所述第一客户端的第一用户密钥以及待交易的第二客户端的用户标识，继而基于所述用户标识获取来自所述第二客户端的第二用户密钥，从而响应于所述交易指令，基于预先建立的密钥加密模型将所述第一用户密钥和所述第二用户密钥合成加密密钥，并下发所述加密密钥至所述第一客户端，使得所述第一客户端利用所述加密密钥对源于所述碳交易服务端的交易明细进行加密，以生成加密密文，这样通过待交易的双方客户端的用户密钥，结合对该用户密钥进行进一步的加密，使得不参与该次交易的用户无法获悉该加密密钥，且无法通过来自同一碳转换的已交易碳指标的加密密钥推断出剩余的未交易碳指标的加密密钥，解决了现有加密技术应用在碳指标交易上容易暴露密钥的技术问题，并避免了现有随机发放的密钥数量不足的情况。同时，加密密钥的生成过程完全由碳交易服务端管控，以使待交易的双方客户端无法进行恶意篡改，能够有效提高碳排放交易的安全性。

在一些实施例中，图3为本申请一个示例性实施例提供的碳排放交易的加密系统的结构示意图，该系统200还包括碳转换服务端204，碳转换服务端204与第一客户端201、碳转换服务端203连接。该碳转换服务端204可以是独立的物理服务器，也可以是多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式系统，该碳转换服务端具有碳转换的功能，即将减碳事件转化为碳排放指标信息，该减碳事件包括减碳行为或物品。

在一具体实施例中，所述方法还包括：

获取碳转换服务端发送的由减碳事件转换得到的碳排放指标信息；其中，所述碳排放指标信息包含碳指标及其碳指标值，所述碳排放指标信息由所述碳转换服务端响应于来自所述第一客户端的交易结算指令后发送，所述减碳事件与所述交易结算指令一一对应；

确定针对所述碳排放指标信息的解析结果，并向所述碳转换服务端发送信息确认请求，所述信息确认请求用于请求所述碳转换服务端确认所述解析结果；

在接收到所述碳转换服务端返回的携带有所述第一客户端的用户标识的确认指令，且基于所述用户标识检测到此前已向所述第一客户端分配第一用户密钥时，则以所述第一用户密钥、所述碳转换服务端的终端标识以及碳转换时间的组合作为本次转换所得到的碳指标的身份标识，并以所述碳指标作为基本交易单元。

在本实施例中，碳转换服务端将减碳行为或物品转换为对应的碳指标及其碳指标值，示例性的，以垃圾回收为例，碳转换服务端通过称重的方式根据ISO14067 ——“温室气体产品碳足迹量化要求和指南”按照不同垃圾类型对其碳指标值进行计算，得到碳指标及其碳指标值，其中，在每次碳转换中可得到至少一个碳指标及各碳指标对应的碳指标值。当买家用户通过触发碳排放交易平台的用户终端侧应用程序上的交易结算功能，第一客户端生成交易结算指令，并发送到碳转换服务端。这样，碳转换服务端将与交易结算指令对应的减碳事件所转换得到的碳排放指标信息发送到第一客户端，同时上传到碳交易服务端。

进一步，碳交易服务端解析该碳排放指标信息，并将解析结果回传到碳转换服务端进行确认，若碳转换服务端确认碳转换相关信息与解析结果相一致，则确认此次碳转换有效，继而碳转换服务端向碳交易服务端返回第一客户端的用户标识以及确认指令。这样，由于碳转换过程以及信息上传过程为非用户操作，那么通过碳交易服务端对转换信息进行验证，能够保证转换信息的准确度。

更进一步，碳交易服务端基于第一客户端的用户标识检测此前是否向该用户分配第一用户密钥，若已分配，则将第一用户密钥（具有8位字符和/或数字）、提前获取到的碳转换服务端的终端标识（具有4位字符和/或数字）以及此次碳转换的转换时间（具有12位字符和/或数字）组织而成的组合作为此次碳转换所得到的碳指标的身份标识（具有24位字符和/或数字），并将所得到的该碳指标作为基本交易单元，其中，本申请不对第一用户密钥、终端标识、基本交易单元的身份标识以及转换时间的位数做出限定。可以理解的是，在每次碳转换中，可获得至少一个基本交易单元，且所有基本交易单元具有同一个身份标识，但每个基本交易单元可能具有不同的碳指标值。因此，本实施例通过以第一用户密钥、碳转换服务端的终端标识以及碳转换时间的组合作为与本次碳转换相关的基本交易单元的身份标识，提高了交易的可靠性。

可选的，为确保每个用户具有各自的用户密钥，本申请在第二客户端发送第二用户密钥之前，碳交易服务端基于第二客户端的用户标识判断此前是否向该用户分配第二用户密钥。若未分配，则从密钥池中随机抽取一份8位的密钥发送到第二客户端，便于后续利用卖家用户的第一用户密钥以及买家用户的第二用户密钥生成加密密钥，保证了交易的可行性和可靠性。

在一些实施例中，通过如下步骤生成所述交易明细，包括：

响应于所述第一客户端发送的交易发布指令，获取与所述交易发布指令对应的用于表征依序排列的至少一个所述基本交易单元的碳交易订单，所述碳交易订单包含所述基本交易单元的身份标识及其所对应的碳指标值；

响应于所述第二客户端发送的交易需求指令，在所述碳交易订单上筛选碳指标值满足与所述交易需求指令相应的碳指标值交易需求的至少一个所述基本交易单元；

将所述交易需求指令所涉及的基本交易单元的身份标识、所述第一用户密钥、所述第二用户密钥、待交易的碳指标值以及交易时间组合成交易明细。

在本实施例中，当卖家用户出售在碳排放交易平台上其账户的碳指标时，通过触发碳排放交易平台的用户终端侧应用程序上的交易发布功能，则第二客户端生成相应的交易发布指令，并携带有碳交易订单。其中，碳交易订单上可按照用户自定义选择的基本交易单元的顺序进行排列，并标识有各基本交易单元的身份标识以及其所包含的碳指标值。进一步，买家用户在碳排放交易平台上查看各交易信息，并发布交易需求指令，碳交易服务端确定满足该交易需求指令的一个或多个基本交易单元及其碳指标值。示例性的，买家用户发布的碳指标值交易需求为50个碳指标值，卖家用户发布有3个基本交易单元，分别包含碳指标值为20、30、10，则前两个基本交易单元的碳指标值满足该用户需求，确定两个基本交易单元及其碳指标值作为待交易的基本交易单元。又如，卖家用户发布有3个基本交易单元，分别包含碳指标值为10、50、20，则第二个基本交易单元的碳指标值满足该用户需求，确定第二个基本交易单元及其碳指标值作为待交易的基本交易单元。

更进一步，碳交易服务端基于所确定的基本交易单元的身份标识、交易双方用户的用户密钥、待交易的碳指标值以及交易时间生成交易明细，该交易明细的内容可不限于此。因此，本实施例通过碳交易服务端管控交易明细的生成，提高了交易的效率以及安全性，防止多方用户在数据交互过程中发生数据泄露。

基于上述实施例，在一些实施例中，所述在所述碳交易订单上筛选碳指标值满足与所述交易需求指令相应的碳指标值交易需求的至少一个所述基本交易单元，包括：

在判断到一个或多个所述基本交易单元的碳指标值不满足所述碳指标值交易需求时，若依序累计遍历到第n个基本交易单元的碳指标值超出所述碳指标值交易需求，则依据切分策略对第n个基本交易单元的碳指标值进行切分，所述切分策略用以指示切分后的碳指标值与前n-1个基本交易单元的碳指标值的累计值达到所述碳指标值交易需求，其中，；

确定前n-1个基本交易单元以及所切分的第n个基本交易单元为满足所述碳指标值交易需求的基本交易单元。

在本实施例中，在确定待交易的基本交易单元时，判断在碳交易订单上的一个或多个基本交易单元的碳指标值是否满足碳指标值交易需求，若满足，则可快速确定相应的待交易基本交易单元。若不满足，则依据碳指标值交易需求对基本交易单元的碳指标值进行切分。具体的，依据碳交易订单上基本交易单元的顺序进行遍历，并累计所遍历到的基本交易单元的碳指标值，则在依次累计遍历到超出该碳指标值交易需求的基本交易单元时，依据预设的切分策略对超出该需求的基本交易单元的碳指标值进行切分，该切分策略用于指示此前遍历的基本交易单元的碳指标值与当前遍历的基本交易单元所切分出的碳指标值的累计值达到该碳指标值交易需求。

示例性的，买家用户发布的碳指标值交易需求为50个碳指标值，卖家用户发布有3个基本交易单元，分别包含碳指标值为10、30、60，现有的一个或多个基本交易单元无法满足该碳指标值交易需求。按顺序累计遍历订单上的基本交易单元的碳指标值，在依次累计遍历到第3个基本交易单元时，所累计的碳指标值（100个碳指标值）超出碳指标值交易需求（50个碳指标值），则将第3个基本交易单元的碳指标值拆分为10和50，使前两个基本交易单元的累计碳指标值（40个碳指标值）与第3个基本交易单元所切分出的（10个碳指标值）的累计值满足碳指标值交易需求，从而将该三个基本交易单元视为待交易的基本交易单元，且待交易的碳指标值为50个。

因此，本实施例通过对基本交易单元的碳指标值进行切分，能够有效提高交易的灵活性，切合用户需求，提高了交易的效率。

在一些实施例中，参见图4，为本申请实施例提供的密钥加密模型的结构示意图，所述密钥加密模型400包括级联排序的第一卷积层401、第二卷积层402、激活层403、第三卷积层404以及平均池化层405；

通过所述密钥加密模型400执行以下步骤，以合成加密密钥：

通过所述第一卷积层对所述第一用户密钥和所述第二用户密钥进行特征提取，得到具有第一向量尺寸的第一密钥特征；

通过所述第二卷积层对所述第一密钥特征进行特征提取，得到具有第二向量尺寸的第二密钥特征；

通过所述激活层对所述第二密钥特征进行非线性变换，并通过所述第三卷积层对非线性变换结果进行特征提取，得到第三密钥特征；

通过所述平均池化层对所述第三密钥特征进行池化运算，并将池化运算结果作为加密密钥。

需要说明的是，碳交易服务端在获取到第一用户密钥和第二用户密钥时，两个用户密钥组成16位序列。由于密钥加密模型的运算量均为数值，但用户密钥由字符和/或数字组成，因此在输入到密钥加密模型之前需对用户密钥进行转换。具体的，利用ASCⅡ码表对第一用户密钥和第二用户密钥进行转换，使转换后的用户密钥为十进制数值，以获得密钥加密模型的输入。

在本实施例中，如图4所示，密钥加密模型400的输入为48*1的向量值，依次输入到第一卷积层401、第二卷积层402、激活层403、第三卷积层404以及平均池化层405进行处理，密钥加密模型400的输出为尺寸6*1的加密密钥。其中，所述第一卷积层401的卷积核大小为3*1，卷积步长为3，输出向量尺寸为16*1；所述第二卷积层402的卷积核大小为2*1，卷积步长为1，输出向量尺寸为15*1；所述第三卷积层404的卷积核大小为3*1，卷积步长为2；所述平均池化层405的卷积核大小为2*1，卷积步长为1。因此，本实施例通过神经卷积网络对第一用户密钥和第二用户密钥进行加密，以获得用于交易的加密密钥，能够有效提高加密密钥的安全性，加大了破解该加密密钥的难度，提高了交易的可靠性。

在一些实施例中，所述方法还包括：

针对所述第一卷积层及所述第三卷积层，分别构建用于指示其内部参数之间的关系的三元三次方程模型，其中，所述三元三次方程模型的多项式系数均为随机生成；

针对所述第二卷积层及所述平均池化层，分别构建用于指示其内部参数之间的关系的二元二次方程模型，其中，所述二元二次方程模型的多项式系数均为随机生成；

基于所述第一卷积层对应的三元三次方程模型、所述第二卷积层对应的二元二次方程模型、所述第三卷积层对应的三元三次方程模型以及所述平均池化层对应的二元二次方程模型，构建所述密钥加密模型的参数运算模型；

其中，所述参数运算模型用于指示所述第一卷积层、所述第二卷积层、所述第三卷积层及所述平均池化层的内部参数均满足预设的密钥约束条件。

在本实施例中，若对于密钥加密模型中各层级的内部参数，通过随机初始化后直接进行加密密钥的生成，其随机性太大导致加大了加密密钥的管理难度。因此，本实施例提出了一种多项式约束的神经网络参数初始化方法，即考虑到密钥加密模型中各层级的运算核的尺寸，对于第一卷积层和第三卷积层，其内部参数所对应的采用三元三次方程模型，而第二卷积层和平均池化层，其内部参数所对应的采用二元二次方程模型，以此构建半代数多项式模型，即参数运算模型。需要说明的是，本申请在该参数运算模型中配置密钥约束条件，用以约束各层级的内部参数，使得由密钥加密模型生成的加密密钥具有随机性的同时满足约束，便于密钥的管理。

具体的，参数运算模型S表示为如下公式：

其中，为半代数集，即各层级的内部参数/>限定于半代数集上；/>表示关于内部参数/>的约束，/>表示关于内部参数的约束，/>表示关于内部参数/>的约束，/>表示关于内部参数的约束。

基于上述实施例，在一些实施例中，为解决上述参数运算模型中约束多项式求解复杂度高的问题，所述方法还包括：

对所述参数运算模型进行参数合理化，并通过数值解法对参数合理化后的参数运算模型进行求解，得到所述密钥加密模型中各层级的内部参数；

其中，通过如下公式（1）进行参数合理化，具体包括：

（1）

为参数合理化后的参数运算模型，/>为一个三角化后的基，/>为另一个三角化后的基，T为计算常量；/>均表示所述第一卷积层的内部参数，/>表示所述第一卷积层对应的三元三次方程模型，/>表示关于内部参数/>的多项式；/>均表示所述第二卷积层的内部参数，/>表示所述第二卷积层对应的二元二次方程模型，/>表示关于内部参数/>的多项式；/>均表示所述第三卷积层的内部参数，/>表示所述第三卷积层对应的三元三次方程模型，表示关于内部参数/>的多项式；/>均表示所述平均池化层的内部参数，/>表示所述平均池化层对应的二元二次方程模型，/>表示关于内部参数/>的多项式；/>表示关于所述第一卷积层对应的三元三次方程模型以及所述第二卷积层对应的二元二次方程模型的理想值；/>表示关于所述第三卷积层对应的三元三次方程模型以及所述平均池化层对应的二元二次方程模型的理想值。

在本实施例中，针对上述关于内部参数的多项式，可取一次系数为1的多项式，最后通过数值解法对参数合理化后的参数运算模型进行求解，由于次数变为了2次，因此利用数值解法便于求解，该多项式的解为密钥加密模型的内部参数。因此，本实施例通过对参数运算模型的参数合理化便于求解，且能通过数值解法直接判断是否有解，提高了密钥加密模型的求解效率。

在一些实施例中，所述激活层为具有落于预设斜率范围内的任一斜率的ReLU激活函数；

通过所述激活层执行以下步骤，以进行非线性变换：

当所述第二密钥特征大于零时，则以由所述斜率与所述第二密钥特征组织而成的计算结果作为所述ReLU激活函数的输出。

在本实施例，在激活层的输入大于零时，该激活层所配置的ReLU激活函数表示为，/>为斜率，/>为激活层的输入（即第二密钥特征）。其中，预设斜率范围可设置为（0，10），则斜率可为（0，10）中的任意值。因此，在激活层设置具有斜率的ReLU激活函数，通过改变参数解决了密钥可能出现不足的情况，保证了交易的可靠性。

实施例二

参见图2，为本申请实施例提供的一种碳排放交易的加密系统的结构示意图，该系统200包括：第一客户端201、待交易的第二客户端202以及碳交易服务端203；

所述第一客户端201，用于发送交易指令，所述交易指令携带有所述第一客户端的第一用户密钥；

所述第二客户端202，用于发送第二用户密钥；

所述碳交易服务端203，连接于所述第一客户端201及所述第二客户端202，用于获取所述交易指令；响应于所述交易指令，获取所述第二用户密钥；基于预先建立的密钥加密模型将所述第一用户密钥和所述第二用户密钥合成加密密钥，并下发所述加密密钥至所述第一客户端；

所述第一客户端201，还用于利用所述加密密钥对源于所述碳交易服务端的交易明细进行加密，以生成加密密文。

在一些实施例中，所述密钥加密模型包括级联排序的第一卷积层、第二卷积层、激活层、第三卷积层以及平均池化层；

所述碳交易服务端202，还用于通过所述第一卷积层对所述第一用户密钥和所述第二用户密钥进行特征提取，得到具有第一向量尺寸的第一密钥特征；

通过所述第二卷积层对所述第一密钥特征进行特征提取，得到具有第二向量尺寸的第二密钥特征；

通过所述激活层对所述第二密钥特征进行非线性变换，并通过所述第三卷积层对非线性变换结果进行特征提取，得到第三密钥特征；

通过所述平均池化层对所述第三密钥特征进行池化运算，并将池化运算结果作为加密密钥。

在一些实施例中，所述碳交易服务端202，还用于针对所述第一卷积层及所述第三卷积层，分别构建用于指示其内部参数之间的关系的三元三次方程模型，其中，所述三元三次方程模型的多项式系数均为随机生成；

针对所述第二卷积层及所述平均池化层，分别构建用于指示其内部参数之间的关系的二元二次方程模型，其中，所述二元二次方程模型的多项式系数均为随机生成；

基于所述第一卷积层对应的三元三次方程模型、所述第二卷积层对应的二元二次方程模型、所述第三卷积层对应的三元三次方程模型以及所述平均池化层对应的二元二次方程模型，构建所述密钥加密模型的参数运算模型；

其中，所述参数运算模型用于指示所述第一卷积层、所述第二卷积层、所述第三卷积层及所述平均池化层的内部参数均满足预设的密钥约束条件。

在一些实施例中，所述碳交易服务端202，还用于对所述参数运算模型进行参数合理化，并通过数值解法对参数合理化后的参数运算模型进行求解，得到所述密钥加密模型中各层级的内部参数；

其中，通过如下公式（1）进行参数合理化，具体包括：

（1）

为参数合理化后的参数运算模型，/>为一个三角化后的基，/>为另一个三角化后的基，T为计算常量；/>均表示所述第一卷积层的内部参数，/>表示所述第一卷积层对应的三元三次方程模型，/>表示关于内部参数/>的多项式；/>均表示所述第二卷积层的内部参数，/>表示所述第二卷积层对应的二元二次方程模型，/>表示关于内部参数/>的多项式；/>均表示所述第三卷积层的内部参数，/>表示所述第三卷积层对应的三元三次方程模型，表示关于内部参数/>的多项式；/>均表示所述平均池化层的内部参数，/>表示所述平均池化层对应的二元二次方程模型，/>表示关于内部参数/>的多项式；/>表示关于所述第一卷积层对应的三元三次方程模型以及所述第二卷积层对应的二元二次方程模型的理想值；/>表示关于所述第三卷积层对应的三元三次方程模型以及所述平均池化层对应的二元二次方程模型的理想值。

在一些实施例中，所述激活层为具有落于预设斜率范围内的任一斜率的ReLU激活函数；

所述碳交易服务端202，还用于当所述第二密钥特征大于零时，则以由所述斜率与所述第二密钥特征组织而成的计算结果作为所述ReLU激活函数的输出。

在一些实施例中，如图3所示，所述系统还包括碳转换服务端204；

所述碳转换服务端204，连接于所述碳交易服务端203及所述第一客户端201，用于生成由减碳事件转换得到的碳排放指标信息，并响应于来自所述第一客户端的交易结算指令，向所述碳交易服务端203发送对应的碳排放指标信息；其中，所述碳排放指标信息包含碳指标及其碳指标值，所述减碳事件与所述交易结算指令一一对应；

所述碳交易服务端203，还用于获取碳排放指标信息；确定针对所述碳排放指标信息的解析结果，并向所述碳转换服务端发送信息确认请求，所述信息确认请求用于请求所述碳转换服务端确认所述解析结果；

所述碳转换服务端204，还用于生成在确认所述解析结果时对应的确认指令，所述确认指令携带有所述第一客户端的用户标识；

所述碳交易服务端203，还用于在所述确认指令，且基于所述用户标识检测到此前已向所述第一客户端分配第一用户密钥时，则以所述第一用户密钥、所述碳转换服务端的终端标识以及碳转换时间的组合作为本次转换所得到的碳指标的身份标识，并以所述碳指标作为基本交易单元。

在一些实施例中，所述第一客户端201，用于发送交易发布指令；

所述碳交易服务端203，还用于响应于所述交易发布指令，获取与所述交易发布指令对应的用于表征依序排列的至少一个所述基本交易单元的碳交易订单，所述碳交易订单包含所述基本交易单元的身份标识及其所对应的碳指标值；

所述第二客户端202，用于发送交易需求指令；

所述碳交易服务端203，连接于所述第二客户端202，还用于响应于所述交易需求指令，在所述碳交易订单上筛选碳指标值满足与所述交易需求指令相应的碳指标值交易需求的至少一个所述基本交易单元；将所述交易需求指令所涉及的基本交易单元的身份标识、所述第一用户密钥、所述第二用户密钥、待交易的碳指标值以及交易时间组合成交易明细。

在一些实施例中，所述碳交易服务端203，还用于在判断到一个或多个所述基本交易单元的碳指标值不满足所述碳指标值交易需求时，若依序累计遍历到第n个基本交易单元的碳指标值超出所述碳指标值交易需求，则依据切分策略对第n个基本交易单元的碳指标值进行切分，所述切分策略用以指示切分后的碳指标值与前n-1个基本交易单元的碳指标值的累计值达到所述碳指标值交易需求，其中，；

确定前n-1个基本交易单元以及所切分的第n个基本交易单元为满足所述碳指标值交易需求的基本交易单元。

在一些实施例中，所述第一客户端201，连接于所述第二客户端202，还用于向所述第二客户端发送所述加密密文；

所述第二客户端202，还用于在接收到所述加密密文后发送解密指令；

所述碳交易服务端203，还用于获取所述解密指令；响应于所述解密指令，向所述第二客户端下发所述加密密钥；

所述第二客户端202，还用于利用所述加密密钥对所述加密密文进行解密。

本申请实施例的系统可执行本申请实施例所提供的方法，其实现原理相类似，本申请各实施例的系统中的各模块所执行的动作是与本申请各实施例的方法中的步骤相对应的，对于系统的各模块的详细功能描述具体可以参见前文中所示的对应方法中的描述，此处不再赘述。

在本发明的实施例的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用以描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的实施例的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本发明的实施例的描述中，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

以上所述仅是本申请部分实施场景的可选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请的方案技术构思的前提下，采用基于本申请技术思想的其他类似实施手段，同样属于本申请实施例的保护范畴。

Claims (9)

1.一种碳排放交易的加密方法，其特征在于，适用于碳交易服务端，包括：

获取第一客户端发送的交易指令，所述交易指令携带有所述第一客户端的第一用户密钥；

响应于所述交易指令，获取待交易的第二客户端发送的第二用户密钥；

基于预先建立的密钥加密模型将所述第一用户密钥和所述第二用户密钥合成加密密钥，并下发所述加密密钥至所述第一客户端，使得所述第一客户端利用所述加密密钥对源于所述碳交易服务端的交易明细进行加密，以生成加密密文；

其中，所述密钥加密模型包括级联排序的第一卷积层、第二卷积层、激活层、第三卷积层以及平均池化层；通过所述密钥加密模型执行以下步骤，以合成加密密钥：通过所述第一卷积层对所述第一用户密钥和所述第二用户密钥进行特征提取，得到具有第一向量尺寸的第一密钥特征；通过所述第二卷积层对所述第一密钥特征进行特征提取，得到具有第二向量尺寸的第二密钥特征；通过所述激活层对所述第二密钥特征进行非线性变换，并通过所述第三卷积层对非线性变换结果进行特征提取，得到第三密钥特征；通过所述平均池化层对所述第三密钥特征进行池化运算，并将池化运算结果作为加密密钥。

2.根据权利要求1所述的碳排放交易的加密方法，其特征在于，所述方法还包括：

针对所述第一卷积层及所述第三卷积层，分别构建用于指示其内部参数之间的关系的三元三次方程模型，其中，所述三元三次方程模型的多项式系数均为随机生成；

针对所述第二卷积层及所述平均池化层，分别构建用于指示其内部参数之间的关系的二元二次方程模型，其中，所述二元二次方程模型的多项式系数均为随机生成；

基于所述第一卷积层对应的三元三次方程模型、所述第二卷积层对应的二元二次方程模型、所述第三卷积层对应的三元三次方程模型以及所述平均池化层对应的二元二次方程模型，构建所述密钥加密模型的参数运算模型；

其中，所述参数运算模型用于指示所述第一卷积层、所述第二卷积层、所述第三卷积层及所述平均池化层的内部参数均满足预设的密钥约束条件。

3.根据权利要求2所述的碳排放交易的加密方法，其特征在于，所述方法还包括：

对所述参数运算模型进行参数合理化，并通过数值解法对参数合理化后的参数运算模型进行求解，得到所述密钥加密模型中各层级的内部参数；

其中，通过如下公式（1）进行参数合理化，具体包括：

（1）

为参数合理化后的参数运算模型，/>为一个三角化后的基，/>为另一个三角化后的基，T为计算常量；/>均表示所述第一卷积层的内部参数，/>表示所述第一卷积层对应的三元三次方程模型，/>表示关于内部参数/>的多项式；/>均表示所述第二卷积层的内部参数，/>表示所述第二卷积层对应的二元二次方程模型，/>表示关于内部参数/>的多项式；/>均表示所述第三卷积层的内部参数，/>表示所述第三卷积层对应的三元三次方程模型，/>表示关于内部参数/>的多项式；/>均表示所述平均池化层的内部参数，/>表示所述平均池化层对应的二元二次方程模型，/>表示关于内部参数/>的多项式；/>表示关于所述第一卷积层对应的三元三次方程模型以及所述第二卷积层对应的二元二次方程模型的理想值；/>表示关于所述第三卷积层对应的三元三次方程模型以及所述平均池化层对应的二元二次方程模型的理想值。

4.根据权利要求1所述的碳排放交易的加密方法，其特征在于，所述激活层为具有落于预设斜率范围内的任一斜率的ReLU激活函数；

通过所述激活层执行以下步骤，以进行非线性变换：

当所述第二密钥特征大于零时，则以由所述斜率与所述第二密钥特征组织而成的计算结果作为所述ReLU激活函数的输出。

5.根据权利要求1所述的碳排放交易的加密方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取碳转换服务端发送的由减碳事件转换得到的碳排放指标信息；其中，所述碳排放指标信息包含碳指标及其碳指标值，所述碳排放指标信息由所述碳转换服务端响应于来自所述第一客户端的交易结算指令后发送，所述减碳事件与所述交易结算指令一一对应；

确定针对所述碳排放指标信息的解析结果，并向所述碳转换服务端发送信息确认请求，所述信息确认请求用于请求所述碳转换服务端确认所述解析结果；

在接收到所述碳转换服务端返回的携带有所述第一客户端的用户标识的确认指令，且基于所述用户标识检测到此前已向所述第一客户端分配第一用户密钥时，则以所述第一用户密钥、所述碳转换服务端的终端标识以及碳转换时间的组合作为本次转换所得到的碳指标的身份标识，并以所述碳指标作为基本交易单元。

6.根据权利要求5所述的碳排放交易的加密方法，其特征在于，通过如下步骤生成所述交易明细，包括：

响应于所述第一客户端发送的交易发布指令，获取与所述交易发布指令对应的用于表征依序排列的至少一个所述基本交易单元的碳交易订单，所述碳交易订单包含所述基本交易单元的身份标识及其所对应的碳指标值；

响应于所述第二客户端发送的交易需求指令，在所述碳交易订单上筛选碳指标值满足与所述交易需求指令相应的碳指标值交易需求的至少一个所述基本交易单元；

将所述交易需求指令所涉及的基本交易单元的身份标识、所述第一用户密钥、所述第二用户密钥、待交易的碳指标值以及交易时间组合成交易明细。

7.根据权利要求6所述的碳排放交易的加密方法，其特征在于，所述在所述碳交易订单上筛选碳指标值满足与所述交易需求指令相应的碳指标值交易需求的至少一个所述基本交易单元，包括：

在判断到一个或多个所述基本交易单元的碳指标值不满足所述碳指标值交易需求时，若依序累计遍历到第n个基本交易单元的碳指标值超出所述碳指标值交易需求，则依据切分策略对第n个基本交易单元的碳指标值进行切分，所述切分策略用以指示切分后的碳指标值与前n-1个基本交易单元的碳指标值的累计值达到所述碳指标值交易需求，其中，；

确定前n-1个基本交易单元以及所切分的第n个基本交易单元为满足所述碳指标值交易需求的基本交易单元。

8.根据权利要求1或6所述的碳排放交易的加密方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取所述第二客户端发送的解密指令，所述解密指令由所述第二客户端接收到来自所述第一客户端的加密密文后发送；

响应于所述解密指令，向所述第二客户端下发所述加密密钥，使得所述第二客户端利用所述加密密钥对所述加密密文进行解密。

9.一种碳排放交易的加密系统，其特征在于，包括：第一客户端、待交易的第二客户端以及碳交易服务端；

所述第一客户端，用于发送交易指令，所述交易指令携带有所述第一客户端的第一用户密钥；

所述第二客户端，用于发送第二用户密钥；

所述碳交易服务端，连接于所述第一客户端及所述第二客户端，用于获取所述交易指令；响应于所述交易指令，获取所述第二用户密钥；基于预先建立的密钥加密模型将所述第一用户密钥和所述第二用户密钥合成加密密钥，并下发所述加密密钥至所述第一客户端；其中，所述密钥加密模型包括级联排序的第一卷积层、第二卷积层、激活层、第三卷积层以及平均池化层；通过所述密钥加密模型执行以下步骤，以合成加密密钥：通过所述第一卷积层对所述第一用户密钥和所述第二用户密钥进行特征提取，得到具有第一向量尺寸的第一密钥特征；通过所述第二卷积层对所述第一密钥特征进行特征提取，得到具有第二向量尺寸的第二密钥特征；通过所述激活层对所述第二密钥特征进行非线性变换，并通过所述第三卷积层对非线性变换结果进行特征提取，得到第三密钥特征；通过所述平均池化层对所述第三密钥特征进行池化运算，并将池化运算结果作为加密密钥；

所述第一客户端，还用于利用所述加密密钥对源于所述碳交易服务端的交易明细进行加密，以生成加密密文。