[发明专利]一种基于超级账本的端对端电能交易系统和方法

权利要求书

1.一种基于超级账本的端对端电能交易系统，其特征在于，包括以下内容：

区块链Web应用客户端层、区块链交易系统物理层、区块链交易系统智能合约层、CouchDB、交易平台、NodeSDK、区块链系统、授权认证根节点CA；

所述区块链系统内搭载有排序服务模块和智能合约模块，所述排序服务模块用于将交易信息进行打包排序，所述智能合约模块用于为交易提供通道；

所述区块链Web应用客户端层用于为用户提供电能交易的人机交互接口，所述区块链Web应用客户端层中包含多个Web端应用接口，所述Web端应用接口用于实现用户注册、用户管理、交易记录查询、交易买单和交易挂单的功能；

所述区块链交易系统物理层包括SCADA系统、用户终端智能电表，所述用户终端智能电表基于Modbus协议与所述SCADA系统进行数据传输，所述区块链交易系统智能合约层基于TCP/IP协议与所述SCADA系统进行数据传输；

所述区块链交易系统智能合约层包括有容器Docker、Socket接口和智能合约功能调用接口，所述容器Docker用于为区块链系统的建立提供虚拟沙盒，所述区块链交易系统智能合约层通过所述Socket接口与所述区块链Web应用客户端层进行数据传输，所述智能合约功能调用接口用于执行交易；

所述CouchDB用于分布式存储用户节点中的交易买单信息和交易挂单信息；

所述交易平台包括Web前端和Web后台，所述Web前端用于将交易挂单信息传输到Web后台，所述Web后台用于通过Socket接口调用NodeSDK；

所述NodeSDK为超级账本的开发工具，内部封装有区块链交易系统智能合约层的远程调用模型，用于实现区块链交易系统智能合约层内智能合约功能调用接口的调用；

所述授权认证根节点CA用于为用户节点颁发数字证书及公私玥。

2.根据权利要求1所述的一种基于超级账本的端对端电能交易系统，其特征在于，还包括区块链交易认证模块，所述区块链交易认证模块用于验证交易信息的合法性。

3.根据权利要求2所述的一种基于超级账本的端对端电能交易系统，其特征在于，还包括校验模块，所述校验模块封装在智能合约模块上。

4.根据权利要求3所述的一种基于超级账本的端对端电能交易系统，其特征在于，还包括区块链交易信息查询API，所述区块链交易信息查询API用于查询交易挂单信息和交易买单信息。

5.一种基于超级账本的端对端电能交易方法，包含权利要求1-4所述的一种基于超级账本的端对端电能交易系统的任意项，其特征在于，包括以下步骤：

S1：基于Hyperledger的超级账本技术建设区块链系统，授权认证根节点CA对区块链系统进行初始化，满足准入条件的用户通过区块链Web应用客户端层进行用户节点注册，用户注册为售电用户或购电用户；

S2：购电用户确定有交易意向的售电用户，发起交易请求，认证模块对售电用户和购电用户进行认证，若认证通过，则进入步骤S4，若认证未通过，则进入步骤S3；

S3：驳回此次交易请求；

S4：售电用户和供电用户完成PBFT共识机制下的多节点认证共识后，NodeSDK根据请求信息调用智能合约函数智能合约功能调用接口执行交易，排序服务模块对共识后的交易信息进行打包排序后再广播向其他所有节点，校验模块验证用户节点的交易结果是否有误，若有，则进入步骤S3，若无，则将交易挂单信息写入各用户节点的CouchDB中，并进入步骤S5；

S5：进行交易交割，售电用户和购电用户进行多重签名确认，基于区块链交易系统智能合约层内置的结算函数完成购电用户向售电用户的交易结算。

6.根据权利要求5所述的一种基于超级账本的端对端电能交易系统，其特征在于，还包括状态机，所述状态机用于在区块链系统中进行副本复制。

7.根据权利要求5所述的一种基于超级账本的端对端电能交易系统，其特征在于，还包括区块链节点，所述区块链节点分为区块链主节点和区块链副节点，所述区块链主节点只有一个，通过强制设置或动态选举产生，确定区块链主节点后其他区块链节点均为区块链副节点。

8.根据权利要求7所述的一种基于超级账本的端对端电能交易方法，其特征在于，所述步骤S4中PBFT共识机制下的多节点认证共识还包括以下步骤：

S41：设所有的副本组成的集合为N，f是无效副本的最大个数，售电用户或购电用户通过区块链Web应用客户端层向区块链主节点发起交易请求；

S42：区块链主节点收到交易请求，将预准备消息广播给所有的区块链副节点；

S43：某一区块链副节点接收到预准备消息后将准备消息发生给其他区块链副节点，所有区块链副节点验证准备消息的有效性后向其他区块链副节点发送确认消息；

S44：所有区块链副节点将确认消息的接收情况反馈给区块链Web应用客户端层；

S45：区块链Web应用客户端层对各区块链副节点的接收情况进行验证，判断通过验证的区块链副节点的数量是否大于等于2f+1，若是，则客户端确认完成交易请求，若否，则进入步骤S41。