[發明專利]一種適用于能源區塊鏈的分層交易方法

在審

• 申請號: 201911301441.4
• 申請日: 2019-12-17
• 公開（公告）號: CN111080452A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 何濤;桂勛;李衛陽;陳建新;胡志強;周大魁;胡廣
• 申請（專利權）人: 電子科技大學;四川能信科技股份有限公司
• 主分類號: G06Q40/04
• 分類號: G06Q40/04;G06Q50/06;G06F16/27;H04L29/08
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 鄒裕蓉

本發明提出一種適用于能源區塊鏈的分層交易方法，根據參與節點的地理位置進行片區劃分；一個片區內所有參與節點共同維護一個子鏈賬本，參與節點為能源產銷者；每個片區虛擬設置一個共有賬戶，該共有賬戶的金額為片區所有參與節點的賬戶金額之和；在每一個片區的參與節點中選取1個作為子鏈主節點，其余參與節點為從節點；全部片區的子鏈主節點形成主鏈，從主鏈中選取1個子鏈主節點作為主鏈主節點；所有主節點共同維護一個主鏈賬本。本發明針對能源區塊鏈特有的交易按照地理位置分布特點，將記賬內容局限在關聯度最高的少數節點中，極大的節省了存儲空間；兩層的交易具有更好的穩定性，靈活簡單，實用性高。

技術領域

本發明涉及能源區塊鏈技術，具體涉及一種基于分層區塊鏈的能源區塊鏈交易技術。

背景技術

能源是社會運作的基礎，能源改革正在推動社會的發展。近年來，以可再生能源為主的分布式發電技術獲得了快速的發展。與傳統電力系統的“大機組、大電廠和大電網”不同的是，分布式能源具有規模小、波動大、分布廣泛等特點。傳統的大電網難以充分利用分布式能源的優勢，需要進行分布式發電的局部消納。由于分布式能源的交易往往具有交易規模小、交易頻繁的特點，傳統中心化的交易機構往往認為分布式能源交易無利可圖，拒絕提供信用背書，分布式能源交易迫切需要一種可信的雙邊交易機制。

自2008年中本聰提出了“比特幣：一種完全通過點對點技術實現的電子現金貨幣”開始，區塊鏈技術正在逐步的得到重視。區塊鏈具有去中心化，分布式，點對點等特點，可以將區塊鏈技術用于分布式能源交易。隨著區塊鏈技術的發展，各種共識機制層出不窮，比如POW、POS、DPOS、PBFT、RAFT等，這些共識機制針對不同的適用范圍作出了不同的優化，優化目標為在解決拜占庭將軍問題的同時盡可能的提高共識效率。

目前的共識算法中，Paxos和Raft算法是經典的分布式一致性算法，也是這些分布式算法中，達成共識較快的算法，但是Paxos算法和Raft算法沒有解決拜占庭問題，沒有考慮到節點中的惡意節點，一旦惡意節點發送虛假消息，那么整個系統將會受到影響。

PBFT算法能夠有效的解決拜占庭問題，能夠容忍不超過(n-1)/3的節點失效，但是PBFT需要多次廣播，通信量隨著節點的增加呈平方增長，對于有大量節點參與的分布式能源交易來說，如此高的通信量是難以忍受的。并且，PBFT共識機制需要節點存儲全量的賬本信息，占用了大量存儲空間。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，針對分布式能源交易的特點，基于PBFT算法提出一種適用于分布式能源交易的基于地理位置的分層交易方法。

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案是，一種適用于能源區塊鏈的分層交易方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)分層交易的區塊鏈構建：根據參與節點的IP地址查找其IP地理信息庫按照其地理位置進行片區劃分；一個片區內所有參與節點共同維護一個子鏈賬本，該子鏈賬本記錄了所有涉及該片區的交易，所述參與節點為能源產銷者；每個片區虛擬設置一個共有賬戶，該共有賬戶的金額為片區所有參與節點的賬戶金額之和；在每一個片區的參與節點中選取1個作為子鏈主節點，其余參與節點為從節點；全部片區的子鏈主節點形成主鏈，從主鏈中選取1個子鏈主節點作為主鏈主節點；所有主節點共同維護一個主鏈賬本；

2)客戶端發送交易請求：客戶端根據自己的IP地址查找所屬片區后，向所屬子鏈主節點發送交易請求，子鏈主節點通過實用拜占庭容錯算法PBFT算法將交易請求擴散到片區內參與點中；

3)片區內參與節點在PBFT共識達成之后將交易記錄到自己的交易池中；

4)當子鏈記賬周期到達，子鏈主節點對交易進行記賬：