一种基于区块链的绿色证书交易系统及其上链方法与流程

1.本发明属于绿色电力证书交易技术领域，涉及一种绿色证书交易系统及其上链方法，尤其是一种基于区块链的绿色证书交易系统及其上链方法。


背景技术：

2.绿证全称为“绿色电力证书”，我们根据国际流行的几种主要绿证的特点和其核发机构的说明，可以将其定义为由特定政府机构或第三方组织根据一定标准用以证明对应电量来自于可再生能源发电项目的一种证书。绿证详细记录了每一度绿色电力的交易、售电、生产、消费、结算等各环节数据，以绿证信息为基础，以年、月为周期，向电力用户提供消费绿电的查证服务，实现绿电全生命周的追踪溯源。
3.当前，绿证交易大多通过在交易平台挂牌销售的方式进行，使得绿证出售方和绿证购买方的信息不对等，即购买方可以看到绿证出售方挂牌的出售信息，绿证出售方在挂牌前并不知道购买方的欲购买价格是多少。使得绿证购买方依据挂牌价格，只想购买较低价格的绿证，出售方想以较高的价格卖出，从而使得成功交易的成交量较低。
4.绿色电力证书交易机制于2017年在全国范围内试行，旨在进一步完善国家对风电、光伏发电的补贴机制。但我国绿证交易市场存在交易量少，且不同类型绿证销量差距较大。我国绿证交易市场的自愿认购机制导致了企业缺乏认购积极性，并且由于绿证没有与配额制度结合，且仅允许一次交易，很大程度上限制了绿证的金融属性。
5.现有的绿证交易系统一直存在信息披露不及时、平台运行效率低、核查信息过程繁琐的问题，但现有技术及系统还未能解决此问题。
6.因此，本领域技术人员亟待研发一种基于区块链的绿色证书交易系统及其上链方法，能够解决上述问题。
7.经检索，未发现与本发明相同或相似的现有技术的专利文献。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种基于区块链的绿色证书交易系统及其上链方法，解决了绿证交易过程信息披露不及时，平台运行效率低、核查信息过程繁琐的技术问题。
9.本发明解决其现实问题是采取以下技术方案实现的：
10.一种基于区块链的绿色证书交易系统，包括链上节点和链下节点；所述链上节点包括：绿证核发模块、绿证交易模块、区块和智能合约；链下节点包括发电商、产销商、产品管理平台和交易撮合模块；
11.所述绿证核发模块用于实现自动化核发绿证的流程，通过智能合约的形式审核发电商的资格，对满足条件的企业核发绿证；并将核发记录作为交易信息由绿证核发模块收集打包发送至区块储存；
12.所述绿证交易模块用于实现买卖双方身份管理，用于注册、验证、加密、签名管理，
对交易用户进行身份验证与信息加密以及在交易过程中的身份签名确认；
13.所述智能合约用于接收匹配成功的交易信息，依据所述交易信息进行交易处理。
14.所述发电商和产销商为绿证交易的主体；
15.所述产品管理平台用于对交易过程中双方证书与报价的管理，以可视化的形式反馈给发电商和产销商；
16.所述交易撮合模块用于对发电商填报出售信息和产销商填报购买信息进行匹配，将匹配成功的交易信息同时发送给区块进行存储，并创建双边交易。
17.一种基于区块链的绿色证书交易系统的标准化上链方法，包括以下步骤：
18.步骤1、ca节点授权客户端节点访问权限；
19.步骤2、客户端节点向endorser peer提交交易信息；
20.步骤3、endorser peer收到客户端节点提交交易信息后，向客户端节点返回交易背书；
21.步骤4、客户端节点收到交易背书后，向orderer peer提交排序请求，orderer peer对其进行排序并打包结块；
22.步骤5、orderer peer在对客户端节点的背书打包结块后，向committer peer返回排序结果和新区块；
23.步骤6、committer peer对交易进行最终检查，向endorserpeer同步账本；
24.步骤7、最终committer peer向客户端节点返回交易结果。
25.而且，所述步骤2的具体方法为：
26.客户端节点向endorser peer提交交易信息，该交易信息包括场内交易信息和场外交易信息，该场内交易由平台向endorser peer发送待上链的交易信息；场外交易由卖方向endorser peer发送待上链的交易信息；
27.所述交易信息包括卖方账户地址、买房账户地址、交易时间戳、成交绿证编号、成交价。卖方需要用私钥对交易信息进行数字签名。
28.而且，所述步骤3的具体方法为：
29.endorser peer收到交易信息后，首先通过公钥对交易进行权限合法性检查，然后调用智能合约进行交易逻辑合理性检查，逻辑检查通过后模拟运行交易，对交易导致的账本变化进行背书并返回客户端。
30.而且，所述步骤4的具体方法为：
31.客户端收到足够数量的背书后，向orderer peer提交排序请求。ordererpeer群内部通过paxos共识机制对所有未上链的交易请求进行排序并打包结块。
32.而且，所述步骤5的具体方法为：
33.orderer peer群内部一旦符合以下条件：一是在队列中的交易量达到阈值；二是等待时间达到阈值；就会触发结块；结块后，ordererpeer将新区块发送至committerpeer。
34.而且，所述步骤6的具体方法为：
35.committerpeer收到新区块后，对其中交易进行最后检查。检查通过后执行交易结果，更新本地的文件系统和2个key-value数据库；向endorserpeer同步本地账本。
36.而且，所述步骤7的具体方法为：
37.committerpeer完成最终检查后向客户端节点返回交易结果。此时，交易发起者即
可查看绿证交易完成情况。
38.本发明的优点和有益效果：
39.本发明引入区块链技术，每个环节引入区块链技术特性，利用智能合约实现绿证交易的自动化，提高了运行效率，解决了绿证交易平台运营效率低的问题。通过信息实时上链，避免了信息不对称的情况，解决了绿证交易过程中信息披绿不及时的问题。本发明通过产品管理平台的可视化展示实现各方的信息共享，并且基于区块链的单向链式结构，实现了交易数据的可追溯，提高了交易的可信度。
附图说明
40.图1是本发明提供的基于区块链的绿色证书交易方法及系统流程图；
41.图2是本发明中标准化交易上链流程图。
具体实施方式
42.以下结合附图对本发明实施例作进一步详述：
43.一种基于区块链的绿色证书交易系统，如图1所示，包括链上节点和链下节点；所述链上节点包括：绿证核发模块、绿证交易模块、区块和智能合约；链下节点包括发电商、产销商、产品管理平台和交易撮合模块；
44.所述绿证核发模块用于实现自动化核发绿证的流程，通过智能合约的形式审核发电商的资格，对满足条件的企业核发绿证；并将核发记录作为交易信息由绿证核发模块收集打包发送至区块储存；
45.所述绿证交易模块用于实现买卖双方身份管理，用于注册、验证、加密、签名管理，对交易用户进行身份验证与信息加密以及在交易过程中的身份签名确认；
46.所述智能合约用于接收匹配成功的交易信息，依据所述交易信息进行交易处理。
47.所述发电商和产销商为绿证交易的主体；
48.所述产品管理平台用于对交易过程中双方证书与报价的管理，以可视化的形式反馈给发电商和产销商；
49.所述交易撮合模块用于对发电商填报出售信息和产销商填报购买信息进行匹配，将匹配成功的交易信息同时发送给区块进行存储，并创建双边交易。
50.本发明实施例公开了一种基于区块链的绿色电力证书交易方法及系统，如图1-2所示，包括：链上节点、链下节点，其中，链上节点可以包括：审核节点、代理节点和共识节点。
51.如图1所示，本发明的基于区块链的绿色证书交易系统包括：链上部分和链下部分，其中，链上部分包括：绿证核发模块(对应审核节点)、区块(对应共识节点)、绿证交易模块(对应代理节点)以及智能合约。链下部分主要包括：发电商、产销商、产品管理平台和交易撮合模块。
52.发电商通过绿证核发模块注册审核，在注册信息满足预设的条件的情况下，绿证核发模块向发电商发送绿色证书，同时信息同步给区块。发电商获得绿证后在绿证交易模块填报出售信息，产销商在绿证交易模块填报购买信息，绿证交易模块将挂单信息发送至产品管理平台对其进行可视化展示，产品管理平台会展示入库的证书与双方报价。交易撮
合模块会根据交易双方的报价信息，通过一定的规则对报价信息进行排序与匹配，同时对交易信息进行加密与签名处理。一旦双方同意交易，交易撮合模块将创建双边交易并发送至智能合约，智能合约接收匹配成功的交易信息，依据所述交易信息进行交易处理，完成证书转移和货币交易。
53.如图2所示，详细展示标准化交易上链流程，绿证交易平台底层采用分布式架构，由平台运营方、电网、监审机构各自的物理主机作为节点组网形成，不同节点承担不同功能。
54.节点类型包括身份证书管理(ca)节点、背书(endorser)节点、提交(committer)节点、排序(orderer)节点。各节点功能如下：
55.1)ca节点：负责区块链网络中所有节点的授权和准入，通过数字证书的分发和撤销，分配不同类型节点相应的权限，实现标准的公钥基础设施(public key infrastructure，pki)架构；
56.2)endorser节点：接收来自客户端软件工具开发包(software development kit，sdk)接口的交易提案，进行合法性检查并模拟运行交易，对交易结果背书后返回客户端节点。
57.3)committer节点：定期从orderer节点处获取排序后的区块，对区块中的交易进行最终检查。检查通过后执行合法交易，并将结果写入区块链账本。
58.4)orderer节点：接收已获得足够数量背书的交易并排序打包成新区块。
59.一种绿证交易的标准化上链方法，包括以下步骤：
60.步骤1、ca节点授权客户端节点访问权限；
61.通过监管部门审核的可再生能源供应商、配额义务承担主体、交易平台都有访问区块链网络的权限，各终端通过客户端节点与区块链网络交互。
62.步骤2、客户端节点向endorserpeer提交交易信息。
63.所述步骤2的具体方法为：
64.客户端节点向endorserpeer提交交易信息，该交易信息包括场内交易信息和场外交易信息，该场内交易由平台向endorser peer发送待上链的交易信息；场外交易由卖方向endorserpeer发送待上链的交易信息；
65.所述交易信息包括卖方账户地址、买房账户地址、交易时间戳、成交绿证编号、成交价。卖方需要用私钥对交易信息进行数字签名。
66.步骤3、endorserpeer收到客户端节点提交交易信息后，向客户端节点返回交易背书。
67.所述步骤3的具体方法为：
68.endorser peer收到交易信息后，首先通过公钥对交易进行权限合法性检查，然后调用智能合约进行交易逻辑合理性检查(如卖方是否有足够数量绿证出售等)，逻辑检查通过后模拟运行交易，对交易导致的账本变化(包括文件系统和2个key-value数据库)进行背书并返回客户端。
69.步骤4、客户端节点收到交易背书后，向orderer peer提交排序请求，ordererpeer对其进行排序并打包结块。
70.所述步骤4的具体方法为：
71.客户端收到足够数量的背书后，向orderer peer提交排序请求。ordererpeer群内部通过paxos共识机制对所有未上链的交易请求进行排序并打包结块。
72.步骤5、orderer peer在对客户端节点的背书打包结块后，向committer peer返回排序结果和新区块。
73.所述步骤5的具体方法为：
74.orderer peer群内部一旦符合以下条件：一是在队列中的交易量达到阈值；二是等待时间达到阈值；就会触发结块。结块后，ordererpeer将新区块发送至committerpeer。
75.步骤6、committer peer对交易进行最终检查，向endorserpeer同步账本。
76.所述步骤6的具体方法为：
77.committerpeer收到新区块后，对其中交易进行最后检查。检查通过后执行交易结果，更新本地的文件系统和2个key-value数据库。向endorserpeer同步本地账本。
78.步骤7、最终committerpeer向客户端节点返回交易结果。
79.所述步骤7的具体方法为：
80.committerpeer完成最终检查后向客户端节点返回交易结果。此时，交易发起者即可查看绿证交易完成情况。
81.上述步骤中提及的，本地账本还配置了2个关键字-值(key-value)数据库。其中，索引数据库存储的是区块号(区块hash)/交易id(key)和该区块/交易在文件系统中位置索引(value)；状态数据库存储的是账户地址(key)和账户拥有的绿证信息(value)。
82.本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
83.本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
84.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
85.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。