基于区块链的能源交易隐私保护方法技术

本发明专利技术公开了一种基于区块链的能源交易隐私保护方法。其中，该方法利用零知识证明算法以及同态加密算法，以解决现有的区块链能源交易中存在的数据隐泄露问题以及用户身份暴露的技术问题。具体的，本发明专利技术使用零知识证明算法，在实现保护用户身份隐私的情况下对区块链能源交易中各个流程进行验证；本发明专利技术使用同态加密算法，在实现保护数据隐私的同时支持用户之间的匹配计算，在不泄露具体数值的情况下完成最优匹配；通过以上两种算法的结合，既保证用户在区块链中存储的数据不被探知和分析，又能够保护能源交易过程中双方用户的身份隐私，实现了对区块链能源交易中用户身份隐私和数据隐私的双重保护。数据隐私的双重保护。数据隐私的双重保护。

【技术实现步骤摘要】
基于区块链的能源交易隐私保护方法


[0001]本专利技术属于隐私保护
，特别涉及一种基于区块链的能源交易隐私保护方法。

技术介绍

[0002]近年来，能源行业形势日趋复杂，诸如光、风、热等清洁可再生能源迅速发展，导致现有的能源架构难以满足不断增长的能源消耗和多样化的能源需求，而能源互联网通过融合互联网技术和分布式可再生能源技术，来构建新型能源供需架构，获得了广泛的关注。
[0003]现阶段在能源互联网中，实现满足用户需求的能源交易是重中之重。一方面，大量个体发电用户涌现并加入能源互联网，可供用户选择的电力能源类型逐渐增多，电力交易逐渐从单一的能源集中交易发展为多元化的综合能源交易；另一方面，需要考虑电力传输成本和环境保护，尽可能实现能源就近消纳，以降低电力传输成本，增加清洁能源的使用比例。而传统的能源交易方式已不再适用，能源交易体系的建立急需一种新的技术结构。
[0004]区块链是一种去中心化的分布式数据账本，由多个对等节点组成，所有节点共同维护一个公开的数据账本，账本数据通过共识机制达成一致，去中心化是区块链最主要的特征。而能源互联网也强调开放、互联、对等以及分享的设计理念，与区块链的特性高度契合。同时，智能合约技术可以让区块链系统能够完成更加复杂的程序计算，且能够保证程序运行的自动化和正确性，因此可以更好地实现能源互联网中复杂的多元化综合能源交易。
[0005]然而，将区块链应用于能源交易也有一些缺陷，具体体现在如下方面：
[0006](1)区块链中的用户交易数据公开透明，随之带来的是用户的隐私保护问题。攻击者能够通过分析交易记录获得有价值的信息，例如资金流向和交易内容等，而用户往往不希望这些信息被其他人探知。(2)在某些交易流程中，攻击者甚至可以探知交易计划和匹配记录，进而掌握用户交易动向，破坏市场秩序。(3)此外，区块链去中心化的网络分布结构，难以阻断交易数据的传播和外泄，因此，用户的匿名性也就是身份隐私也需要考虑在内。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提出一种基于区块链的能源交易隐私保护方法，以解决现有的区块链能源交易中存在的数据隐泄露问题以及用户身份暴露问题。
[0008]本专利技术为了实现上述目的，采用如下技术方案：
[0009]基于区块链的能源交易隐私保护方法，包括如下步骤：
[0010]S1.售电用户结合自身的发电记录，制定售电计划，并根据发电记录和售电计划生成零知识证明，同时生成售电计划密文；
[0011]将发电记录、售电计划、零知识证明和售电计划密文发送到区块链中进行验证并存储；
[0012]S2.购电用户结合自身需求制定购电计划，并根据购电用户的账户余额和购电计划生成零知识证明，同时生成购电计划密文；
[0013]将账户余额、购电计划、零知识证明和购电计划密文发送到区块链中进行验证并存储；
[0014]S3.管理者依据现有的售电计划，为购电计划进行匹配计算，将生成的匹配记录上传到区块链中进行存储，并将匹配记录参数通过链下告知匹配双方；
[0015]其中，管理者进行匹配计算的具体过程如下：
[0016]对于一个购电计划，从现有的售电计划中取一个售电计划，利用该购电计划对应的购电计划密文与当前售电计划对应的售电计划密文进行匹配计算；
[0017]重复以上匹配计算过程，直到现有的售电计划中所有售电计划均与该购电计划完成匹配计算，然后选取匹配结果最优的售电计划与该购电计划进行匹配，得到匹配记录；
[0018]匹配记录参数包括售电计划、购电计划、交易电量以及交易价格；
[0019]管理者使用同态加密算法将匹配记录参数中的交易电量进行加密处理，生成交易电量密文；将生成的交易电量密文与匹配记录一起存储；
[0020]S4.匹配双方分别生成零知识证明，并上传到区块链中验证并存储，确认匹配记录；
[0021]S5.匹配双方分别按照经过确认后的匹配记录进行供电和用电，进而得到实际供/用电记录，实际供/用电记录由硬件设备接口提供并上传；
[0022]硬件设备接口使用同态加密算法将实际供/用电量加密，生成实际供/用电量密文；
[0023]管理者基于交易电量密文与实际供/用电量密文，利用偏差计算函数，计算交易电量与实际供/用电量之间的偏差，根据偏差是否合理，确定结算定量；
[0024]S6.匹配双方分别生成零知识证明，发送到区块链中验证，确认参与交易并完成结算。
[0025]优选地，步骤S1中，售电用户使用同态加密算法将售电计划中的出售电量、售电价格以及用于匹配计算的参数进行加密，生成售电计划密文，售电计划密文与售电计划一起存储。
[0026]优选地，步骤S2中，购电用户使用同态加密算法将购电计划中的购买电量、购电价格以及用于匹配计算的参数进行加密，生成购电计划密文，购电计划密文与购电计划一起存储。
[0027]优选地，步骤S4中，确认匹配记录的具体过程如下：
[0028]对于匹配记录参数中的售电计划，售电用户需要生成零知识证明，证明该售电用户是匹配记录中的售电方，验证通过后，售电确认完成；
[0029]同时，对于匹配记录参数中的购电计划，购电用户需要生成零知识证明，证明该购电用户是匹配记录中的购电方，验证通过后，购电确认完成。
[0030]优选地，步骤S5中，判断偏差是否合理的具体过程为：
[0031]设定容忍偏差，判断偏差值是否小于容忍偏差值；
[0032]经过判断，若偏差小于容忍偏差，则按照匹配记录中的交易电量进行结算；若偏差不小于容忍偏差，则按照实际供/用电量进行结算；得到结算电量。
[0033]优选地，步骤S6的具体过程为：
[0034]购电用户依据实际供/用电记录，从其账户余额中减去交易费用；购电用户生成的
零知识证明需要证明其对账户余额的更新，还要证明该购电用户参与了交易过程；
[0035]售电用户依据实际供/用电记录，在其账户余额中加上交易费用；售电用户生成的零知识证明需要证明其对账户余额的更新，还要证明该售电用户参与了交易过程；
[0036]另外，售电用户需要在区块链中减去交易电量，同时售电用户的发电记录也需要更新。
[0037]优选地，零知识证明算法采用zk-SNARK算法。
[0038]本专利技术具有如下优点：
[0039]如上所述，本专利技术述及了一种基于区块链的能源交易隐私保护方法。其中，该方法使用零知识证明算法，在实现保护用户身份隐私的情况下对区块链能源交易中各个流程进行验证；同时，该方法还使用同态加密算法，在实现保护数据隐私的同时支持用户之间的匹配计算，能够在不泄露具体数值的情况下完成最优匹配；本专利技术方法基于零知识证明算法与同态加密算法，既保证用户在区块链中存储的数据不被探知和分析，又能够保护能源交易过程中双方用户的身份隐私，实现了对区块链能源交易中用户身份隐私和数据隐私的双重保护。
附图说明
[0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于区块链的能源交易隐私保护方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.售电用户结合自身的发电记录，制定售电计划，并根据发电记录和售电计划生成零知识证明，同时使用同态加密算法生成售电计划密文；将发电记录、售电计划、零知识证明和售电计划密文发送到区块链中进行验证并存储；S2.购电用户结合自身需求制定购电计划，并根据购电用户的账户余额和购电计划生成零知识证明，同时使用同态加密算法生成购电计划密文；将账户余额、购电计划、零知识证明和购电计划密文发送到区块链中进行验证并存储；S3.管理者依据现有的售电计划，为购电计划进行匹配计算，将生成的匹配记录上传到区块链中进行存储，并将匹配记录参数通过链下告知匹配双方；其中，管理者进行匹配计算的具体过程如下：对于一个购电计划，从现有的售电计划中取一个售电计划，利用该购电计划对应的购电计划密文与当前售电计划对应的售电计划密文进行匹配计算；重复以上匹配计算过程，直到现有的售电计划中所有售电计划均与该购电计划完成匹配计算，然后选取匹配结果最优的售电计划与该购电计划进行匹配，得到匹配记录；匹配记录参数包括售电计划、购电计划、交易电量以及交易价格；管理者使用同态加密算法将匹配记录参数中的交易电量进行加密处理，生成交易电量密文；将生成的交易电量密文与匹配记录一起存储；S4.匹配双方分别生成零知识证明，并上传到区块链中验证并存储，确认匹配记录；S5.匹配双方分别按照经过确认后的匹配记录进行供电和用电，进而得到实际供/用电记录，实际供/用电记录由硬件设备接口提供并上传；硬件设备接口使用同态加密算法将实际供/用电量加密，生成实际供/用电量密文；管理者基于生成的交易电量密文与实际供/用电量密文，利用偏差计算函数，计算交易电量与实际供/用电量之间的偏差，根据偏差是否合理，确定结算定量；S6.匹配双方分别生成零知识证明，发送到区块链中验证，确认参与交易并完成结算。2.根据权利要求1所述的基于区块链的能源交易隐私保护方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾崧溥，张桐，郑湘涵，马媛媛，卢晓亮，林晓炜，曹军威，容淳铭，
申请(专利权)人：铭数科技青岛有限公司，
类型：发明
国别省市：