[發(fā)明專利]基于區(qū)塊鏈的電力交易分布式賬本的安全存儲方法及應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110476171.1
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113360567A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 覃健榮;譚期文;梁盛盛;張希翔;秦麗娟;陳勇成;林喆;楊鈞;韋宗慧;胡云旺;劉滔;艾徐華
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西電網(wǎng)有限責任公司
• 主分類號: G06F16/27
• 分類號: G06F16/27;G06F21/55;G06F21/64;G06Q40/00;G06Q40/04;G06Q50/06
• 代理公司: 廣州市專注魚專利代理有限公司 44456
• 代理人: 劉玉珠

本發(fā)明提供一種基于區(qū)塊鏈的電力交易分布式賬本的安全存儲方法及應(yīng)用，其中方法包括：根據(jù)信用分級協(xié)議周期性地對節(jié)點進行分級，從信用級別最高的節(jié)點集合中選擇一個作為主節(jié)點；被選出的主節(jié)點參與一致性協(xié)議，并設(shè)置觸發(fā)視圖切換協(xié)議的超時觸發(fā)條件，當主節(jié)點滿足超時觸發(fā)條件時，觸發(fā)視圖切換協(xié)議，更換主節(jié)點，否則生成新區(qū)塊；執(zhí)行檢查點協(xié)議(Checkpoint)釋放經(jīng)過一致性協(xié)議共識認證的日志消息，降低系統(tǒng)內(nèi)存開銷。本發(fā)明通過制定信用積分規(guī)則，依據(jù)信用積分對節(jié)點進行分級。積極節(jié)點參與一致性協(xié)議，消極節(jié)點權(quán)限受限，提高節(jié)點動態(tài)性。在可信節(jié)點層選擇主節(jié)點，減少惡意節(jié)點對系統(tǒng)運行的破壞，減少通信開銷，提高系統(tǒng)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力交易技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及基于區(qū)塊鏈的電力交易分布式賬本的安全存儲方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的電力工業(yè)由發(fā)電、輸電、配電和售電四個必不可少的環(huán)節(jié)構(gòu)成，電力市場的結(jié)構(gòu)就是這四個環(huán)節(jié)以及用電用戶之間的相互關(guān)系。在電力市場改革之前，電力市場普遍采用的是縱向一體的垂直壟斷結(jié)構(gòu)，一個地區(qū)只有一個電力公司負責發(fā)電、輸電、配電和售電，如圖1所示。售電側(cè)改革之后，電力市場引入了批發(fā)競爭的結(jié)構(gòu)。如圖2所示。在這種結(jié)構(gòu)下，市場主體包括：發(fā)電企業(yè)、交易機構(gòu)、電網(wǎng)企業(yè)、售電主體和電力用戶，除此之外，還有政府相關(guān)監(jiān)管機構(gòu)和市場管理委員會。市場主體的增加，導致了電力交易的改變。電力市場交易機構(gòu)是各個市場主體之間的主要連接點，發(fā)電企業(yè)、各售電主體和直接交易用戶在電力交易中心進行報價和交易。電力交易的形式有雙邊交易或競價交易。雙邊交易由于其合同條款以及交易時間、地點的靈活性而備受中長期市場的青睞，但在透明性方面要遜色于競價交易。同時，競價交易在交易速度上也有明顯的優(yōu)勢，適用于對時間要求高的市場。區(qū)別于普通商品的交易所交易，電量市場特別是短期電量市場，在定價過程中都要考慮系統(tǒng)安全約束。

近年來，電力交易領(lǐng)域中逐漸引入了區(qū)塊鏈技術(shù)。區(qū)塊鏈中的用戶進行交易時不需要考慮對方的信用、不需要信任對方，也無需一個可信的中介機構(gòu)或中央機構(gòu)，只需要依據(jù)區(qū)塊鏈協(xié)議即可實現(xiàn)交易。這種不需要可信第三方中介就可以順利交易的前提是區(qū)塊鏈的共識機制，即在互不了解、信任的市場環(huán)境中，參與交易的各節(jié)點出于對自身利益考慮，沒有任何違規(guī)作弊的動機、行為，因此各節(jié)點會主動自覺遵守預先設(shè)定的規(guī)則，來判斷每一筆交易的真實性和可靠性，并將檢驗通過的記錄寫入到區(qū)塊鏈中。共識機制是要解決分布式賬本的信任問題，因為每個節(jié)點之間默認是不認識且不可靠的，同時每個節(jié)點都不能知道其他節(jié)點是否宕機或者背叛的情況下，盡可能的保證記錄信息的準確性以及安全性。同時節(jié)點越分散，效率越低，網(wǎng)絡(luò)對于信息的滿意度越高，越安全。

目前區(qū)款鏈在行業(yè)內(nèi)主流的共識算法機制中，實用拜占庭容錯算法(PBFT，Practical Byzantine Fault Tolerance)是較為常用的一種算法。PBFT算法的主節(jié)點選取較為隨意，是根據(jù)編號的順序依次得到主節(jié)點。用這種方法選舉出來的主節(jié)點存在惡意節(jié)點的可能性很大，視圖切換協(xié)議較多會造成大量網(wǎng)絡(luò)通信開銷，降低了系統(tǒng)效率和安全性。因此，有必要對現(xiàn)有的PBFT算法進行改進。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于區(qū)塊鏈的電力交易分布式賬本的安全存儲方法及應(yīng)用，可以解決現(xiàn)有技術(shù)中的惡意節(jié)點參與帶來的安全性問題，以及節(jié)點多時的運行效率問題。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

第一方面，本發(fā)明提供一種基于區(qū)塊鏈的電力交易分布式賬本的安全存儲方法，包括以下步驟：

步驟1、根據(jù)信用分級協(xié)議周期性地對節(jié)點進行分級，從信用級別最高的節(jié)點集合中選擇一個作為主節(jié)點；

步驟2、被選出的主節(jié)點參與一致性協(xié)議，并設(shè)置觸發(fā)視圖切換協(xié)議的超時觸發(fā)條件，當主節(jié)點滿足超時觸發(fā)條件時，觸發(fā)視圖切換協(xié)議，更換主節(jié)點，否則生成新區(qū)塊寫入?yún)^(qū)塊鏈中；

步驟3、執(zhí)行檢查點協(xié)議(Checkpoint)釋放經(jīng)過一致性協(xié)議共識認證的日志消息，降低系統(tǒng)內(nèi)存開銷。