[发明专利]基于区块链的电力交易分布式账本的安全存储方法及应用

说明书

本发明提供一种基于区块链的电力交易分布式账本的安全存储方法及应用，其中方法包括：根据信用分级协议周期性地对节点进行分级，从信用级别最高的节点集合中选择一个作为主节点；被选出的主节点参与一致性协议，并设置触发视图切换协议的超时触发条件，当主节点满足超时触发条件时，触发视图切换协议，更换主节点，否则生成新区块；执行检查点协议(Checkpoint)释放经过一致性协议共识认证的日志消息，降低系统内存开销。本发明通过制定信用积分规则，依据信用积分对节点进行分级。积极节点参与一致性协议，消极节点权限受限，提高节点动态性。在可信节点层选择主节点，减少恶意节点对系统运行的破坏，减少通信开销，提高系统效率。

技术领域

本发明涉及电力交易技术领域，特别涉及基于区块链的电力交易分布式账本的安全存储方法及应用。

背景技术

传统的电力工业由发电、输电、配电和售电四个必不可少的环节构成，电力市场的结构就是这四个环节以及用电用户之间的相互关系。在电力市场改革之前，电力市场普遍采用的是纵向一体的垂直垄断结构，一个地区只有一个电力公司负责发电、输电、配电和售电，如图1所示。售电侧改革之后，电力市场引入了批发竞争的结构。如图2所示。在这种结构下，市场主体包括：发电企业、交易机构、电网企业、售电主体和电力用户，除此之外，还有政府相关监管机构和市场管理委员会。市场主体的增加，导致了电力交易的改变。电力市场交易机构是各个市场主体之间的主要连接点，发电企业、各售电主体和直接交易用户在电力交易中心进行报价和交易。电力交易的形式有双边交易或竞价交易。双边交易由于其合同条款以及交易时间、地点的灵活性而备受中长期市场的青睐，但在透明性方面要逊色于竞价交易。同时，竞价交易在交易速度上也有明显的优势，适用于对时间要求高的市场。区别于普通商品的交易所交易，电量市场特别是短期电量市场，在定价过程中都要考虑系统安全约束。

近年来，电力交易领域中逐渐引入了区块链技术。区块链中的用户进行交易时不需要考虑对方的信用、不需要信任对方，也无需一个可信的中介机构或中央机构，只需要依据区块链协议即可实现交易。这种不需要可信第三方中介就可以顺利交易的前提是区块链的共识机制，即在互不了解、信任的市场环境中，参与交易的各节点出于对自身利益考虑，没有任何违规作弊的动机、行为，因此各节点会主动自觉遵守预先设定的规则，来判断每一笔交易的真实性和可靠性，并将检验通过的记录写入到区块链中。共识机制是要解决分布式账本的信任问题，因为每个节点之间默认是不认识且不可靠的，同时每个节点都不能知道其他节点是否宕机或者背叛的情况下，尽可能的保证记录信息的准确性以及安全性。同时节点越分散，效率越低，网络对于信息的满意度越高，越安全。

目前区款链在行业内主流的共识算法机制中，实用拜占庭容错算法(PBFT，Practical Byzantine Fault Tolerance)是较为常用的一种算法。PBFT算法的主节点选取较为随意，是根据编号的顺序依次得到主节点。用这种方法选举出来的主节点存在恶意节点的可能性很大，视图切换协议较多会造成大量网络通信开销，降低了系统效率和安全性。因此，有必要对现有的PBFT算法进行改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于区块链的电力交易分布式账本的安全存储方法及应用，可以解决现有技术中的恶意节点参与带来的安全性问题，以及节点多时的运行效率问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

第一方面，本发明提供一种基于区块链的电力交易分布式账本的安全存储方法，包括以下步骤：

步骤1、根据信用分级协议周期性地对节点进行分级，从信用级别最高的节点集合中选择一个作为主节点；

步骤2、被选出的主节点参与一致性协议，并设置触发视图切换协议的超时触发条件，当主节点满足超时触发条件时，触发视图切换协议，更换主节点，否则生成新区块写入区块链中；

步骤3、执行检查点协议(Checkpoint)释放经过一致性协议共识认证的日志消息，降低系统内存开销。