基于区块链的电车共享充电可信系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于区块链的电车共享充电可信系统和方法，包括：私人桩主、充电桩运营商、电动汽车用户、共享充电服务平台和区块链网络的信任环境。添加指针用于快速搜索的区块结构，自动执行多方合同实现安全计算的合同内容，提供高质量充电服务的基于信誉的激励机制。从安全存储，安全计算和安全激励三个方面建立共享充电多方参与的信任环境。

【技术实现步骤摘要】
基于区块链的电车共享充电可信系统和方法
本专利技术涉及共享充电
，特别涉及一种基于区块链的电车共享充电可信系统和方法。
技术介绍
随着石油资源的不断枯竭和空气污染的日益严重，电动汽车迎来黄金发展期。电动汽车在高速发展的同时，也面临着充电难的问题。此外，电动汽车用户存在找桩难的问题，用户APP无法获得充电桩的动态信息，难以搜索到分属各个企业或多个充电运营商的充电桩，不同运营商有不同的APP，行业内没有实现信息的互联互通；出于安全考虑，私人充电桩不能随意安装，且闲置率很高，一般白天充电桩属于闲置状态。为解决电车充电难的问题，共享充电概念应运而生，通过将闲置的充电桩或正在服务的充电桩共享出去，以满足更多人的充电需求，增加所有者收益，提升充电桩利用率[1]。目前，共享充电均依赖于一个第三方平台(即共享充电桩运营商)：充电用户、私人电桩的桩主需要在第三方平台进行注册；信息的共享、充电计价都依赖于第三方平台。这种依赖于第三方平台的共享充电方式较为高效，但存在以下不足：(1)重要的数据都集中存放于第三方平台，因此第三方平台容易成为黑客攻击的目标，一旦发生故障，共享充电系统有可能出现整体瘫痪；(2)计价方式对于私人电桩的桩主不透明，第三方平台为了自身利益可能会篡改充电数据、计价规则、利益分成方式等[2、3、4]；(3)充电用户的用电数据、充电的位置等信息都存放于第三方平台，容易泄露用户的隐私信息。区块链技术的出现有望解决上述的痛点问题[5、6、7、8]。区块链作为一个分布式可信账本，涉及不同利益体之间的交互，适合于解决不同利益体之间的信任问题，或者作为一个第三方可信平台用来解决用户对平台的信任问题[9，10，11]。在共享充电应用中，区块链的不可篡改以及多方记账的特性，对充电情况进行公开透明的实时记账，从而解决多方之间可能产生的信任摩擦，形成充电桩运营商、私有充电桩所有者、平台用户等多方参与共建的信任环境[12、13、14]。然而，由于充电网络的计算能力有限以及私人桩主与充电桩运营商之间存在差异等问题，传统的区块链架构不适合直接应用于共享充电。参考文献[1]Z.Wei,Y.Li,Y.Zhang,L.Cai,Intelligentparkinggarageevchargingschedulingconsideringbatterychargingcharacteristic,IEEEtransactionsonindustrialelectronics65(3)(2017)2806–2816.[2]Q.A.Chen,Y.Yin,Y.Feng,Z.M.Mao,H.X.Liu,Exposingcongestionattackonemergingconnectedvehiclebasedtraffiffifficsignalcontrol.,in：NDSS,2018.[3]A.Dorri,M.Steger,S.S.Kanhere,R.Jurdak,Blockchain：Adistributedsolutiontoautomotivesecurityandprivacy,IEEECommunicationsMagazine55(12)(2017)119–125.[4]Y.Wang,Z.Su,K.Zhang,Asecureprivatechargingpilesharingschemewithelectricvehiclesinenergyblockchain,in：201918thIEEEInterna-tionalConferenceOnTrust,SecurityAndPrivacyInComputingAndCommunications/13thIEEEInternationalConferenceOnBigDataScienceAndEngineering(TrustCom/BigDataSE),IEEE,2019,pp.648–654.[5]G.Liang,S.R.Weller,F.Luo,J.Zhao,Z.Y.Dong,Distributedblockchainbaseddataprotectionframeworkformodernpowersystemsagainstcyberattacks,IEEETransactionsonSmartGrid10(3)(2018)3162–3173.[6]J.Moubarak,E.Filiol,M.Chamoun,Onblockchainsecurityandrelevantattacks,in：2018IEEEMiddleEastandNorthAfricaCommunicationsConference(MENACOMM),IEEE,2018,pp.1–6.[7]G.Zyskind,O.Nathan,etal.,Decentralizingprivacy：Usingblockchaintoprotectpersonaldata,in：2015IEEESecurityandPrivacyWorkshops,IEEE,2015,pp.180–184.[8]Q.Feng,D.He,S.Zeadally,M.K.Khan,N.Kumar,Asurveyonprivacyprotectioninblockchainsystem,JournalofNetworkandComputerApplications126(2019)45–58.[9]Y.Wang,G.Yin,Z.Cai,Y.Dong,H.Dong,Atrust-basedprobabilisticrecommendationmodelforsocialnetworks,JournalofNetworkandComputerApplications55(2015)59–67.[10]C.Gorenflflo,L.Golab,S.Keshav,Mitigatingtrustissuesinelectricvehiclechargingusingablockchain,in：ProceedingsoftheTenthACMInterna-tionalConferenceonFutureEnergySystems,2019,pp.160–164.[11]N.Z.Aitzhan,D.Svetinovic,Securityandprivacyindecentralizedenergytradingthroughmulti-signatures,blockchainandanonymousmessagingstreams,IEEETransactionsonDependableandSecureComputing15(5)(2016)840–852.[12]S.Zhu,Z.Cai,H.Hu,Y.Li,W.Li,zkcrowd：Ahybridblockchainbasedcrowdsourcingplatform,IEEE本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于区块链的电车共享充电可信系统，其特征在于，包括：云服务器、能源互联网、共享充电服务平台、区块链网络；/n云服务器用于存储区块链网络中存储的数据；/n能源互联网包括：能源发电站、充电桩和输电塔；/n能源互联网将发电站、输电塔、充电桩通过光纤电缆进行连接，对电力资源进行合理的整合和配置，并由输电塔担任记账节点，负责向区块链网络打包上传数据；/n所述充电桩包括：私人充电桩、公共充电桩，各运营商充电桩；/n共享充电服务平台的功能包括：显示充电桩信息、充电服务评分、导航充电桩位置、用户充电缴费、接收用户充电请求，并在接收到用户的充电请求后，链接到区块链网络，查找充电桩桩主的信息，并在查找到信息之后，通知充电桩的桩主对电动车的充电请求进行授权，电动车充电后接收电动车的评价，并传输至区块链网络；/n区块链网络用于存储电动汽车充电交易、质量评价服务信息和用户身份证书信息，并将其传输至云服务器，每一个区块有一个块编号和一个分支块编号，块编号用于排序，分支块编号用于分类。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于区块链的电车共享充电可信系统，其特征在于，包括：云服务器、能源互联网、共享充电服务平台、区块链网络；
云服务器用于存储区块链网络中存储的数据；
能源互联网包括：能源发电站、充电桩和输电塔；
能源互联网将发电站、输电塔、充电桩通过光纤电缆进行连接，对电力资源进行合理的整合和配置，并由输电塔担任记账节点，负责向区块链网络打包上传数据；
所述充电桩包括：私人充电桩、公共充电桩，各运营商充电桩；
共享充电服务平台的功能包括：显示充电桩信息、充电服务评分、导航充电桩位置、用户充电缴费、接收用户充电请求，并在接收到用户的充电请求后，链接到区块链网络，查找充电桩桩主的信息，并在查找到信息之后，通知充电桩的桩主对电动车的充电请求进行授权，电动车充电后接收电动车的评价，并传输至区块链网络；
区块链网络用于存储电动汽车充电交易、质量评价服务信息和用户身份证书信息，并将其传输至云服务器，每一个区块有一个块编号和一个分支块编号，块编号用于排序，分支块编号用于分类。


2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的电车共享充电可信系统的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，电动汽车用户需要进行充电时，在共享充电服务平台搜索电桩；
步骤2，根据充电桩的位置等特性确定已选定的充电桩之后，向区块链请求充电桩桩主的信息；
步骤3，联系电桩的桩主并触发智能合约，智能合约是由代码组成的一组数字协议，由区块链内的多个用户共同参与制定，用于交易的智能合约则是由输电塔参与制定的；智能合约确定了交易中各方的权利和义务，并将其进行编程，一旦触发，自动执行，无法更改；在确定特定充电用户和此次为其提供服务充电桩后，电车向区块链发出充电请求，触发智能合约；
步骤4，交易智能合约达到触发条件后便开始执行，执行的内容如下，首先，智能合约对电车身份进行验证，验证成功后，电车车主获得桩主信息后，联系桩主并将使用充电桩所需要的押金放置在智能合约中，当桩主收到押金交付成功的消息时，对电车进行充电授权，至此，电动汽车可以使用充电桩进行充电；在充电的过程中，充电量由充电桩上的智能电表记录，并在充电结束时，将所用总充电量发送给智能合约，形成交易；最后，对电动汽车在充电过程中的行为进行评价，给出基于信誉的评分，用于选出记账电车，同时，电车行为评分也是评价充电桩的基础；
步骤5，当电车充电完成后，智能合约执行结束，形成交易，将新产生的充电交易汇总至交易记账节点输电塔，并由其进行确认后，打包发送至区块链。


3.根据权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：何云华，肖珂，张翠，王超，
申请(专利权)人：北方工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11