【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及区块链技术，具体涉及一种基于区块链的隐私电力交易撮合方法。
技术介绍
1、电力系统是连接发电企业以及电力用户的网络，用于生成、传输、分配和使用电力。传统的电力系统中，电力只能单向的从中心化的发电企业传向电力用户，这在传输过程中带来了极大的电力损失。智能电网的出现有效的解决了这一问题。智能电网中，每个用户装配有太阳能板或风力涡轮机等发电设备，可以自主的产生电力。同时，智能电网允许电力用户之间进行双向的电力传输，使得邻近的电力用户能够以点对点的方式进行电力交易。这避免了电力系统中长距离传输造成的电力损耗。
2、然而，传统智能电网中的电力传输与交易信息依然是由中心化机构进行管理，这导致了单点失效问题。一旦智能电网管理机构被敌手攻破，电力交易将会完全被敌手控制。利用区块链技术可以有效的提升智能电网的鲁棒性。区块链作为一个分布式的公开账本，由所有接入区块链的网络节点共同维护，任何节点都无法篡改或删除区块链上记录的数据。这使得基于区块链的智能电网能够在去中心化的网络环境中安全的完成电力交易，避免了传统智能电网中的单点失效问题。同时注意到，交易撮合是智能电网的一个重要功能，用于寻找两个在同一时间段具有相反交易意愿(出售和购买)的用户。交易撮合保证了电力的有效使用并减少了智能电网中的延迟。交易撮合过程中，用户需要公布自己希望购买或者出售的电力数值，以便寻找匹配的用户。但是，区块链公开透明的性质使得交易撮合过程涉及的数据对所有用户都是可见的，这不可避免的破坏了电力用户的隐私。撮合过程中数据的泄露可能会给电力用户带来损失。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的问题是，在智能电网中，如何在保证用户隐私的同时实现高效的电力交易撮合，并且避免传统智能电网中的单点失效问题。
2、本专利技术解决上述技术问题所采用的方案是，一种基于区块链的隐私电力交易撮合方法，包括以下步骤：
3、1)初始化步骤：
4、系统根据安全参数确定公共参数，划分电力交易时段；
5、2)注册步骤：
6、每个用户选择随机数，并利用随机数生成自己在每个时间段希望交易的电力数值承诺；将每个电力数值用0比特以及1比特表示，并将每个比特拆分为电力数值第一分量与电力数值第二分量；随后针对每一个电力数值分量选择一个随机数并使用该随机数生成该电力数值分量的承诺；
7、用户生成临时随机数，将第一撮合信息发送给智能合约，第一撮合信息包括各交易时间段对应的交易需求、电力数值承诺相关数据、第一撮合信息正确性证明以及临时随机数；电力数值承诺相关数据包括电力数值承诺、电力数值第一分量承诺、电力数值第二分量承诺、电力数值第二分量以及用于生成电力数值第二分量承诺所使用的随机数；
8、智能合约验证撮合信息的合法性并保存；
9、3)匹配步骤：
10、用户从智能合约取回其它用户的第一撮合信息，并利用其它用户的临时随机数计算与其他用户的共享秘密值；
11、用户分别根据自己的第一撮合信息以及其它用户的第一撮合信息生成自己的第二撮合信息以及其它用户的第二撮合信息；第二撮合信息包括电力数值承诺、电力数值第一分量承诺、电力数值第二分量承诺、电力数值第二分量以及用于生成电力数值第二分量承诺所使用的随机数；用户将自己的第二撮合信息与其它用户的第二撮合信息依次进行匹配；匹配过程中，用户首先生成电力数值匹配中间参数、电力数值承诺匹配中间参数以及承诺随机数匹配中间参数；随后用户根据与其他用户的共享秘密值产生一个匹配随机排列以及一组匹配随机数；最后用户使用匹配随机排列以及匹配随机数对电力数值匹配辅助参数、电力数值承诺匹配辅助参数以及承诺随机数匹配辅助参数进行盲化，获得用户端匹配结果；用户端匹配结果包括电力数值第一匹配结果、电力数值第二匹配结果、电力数值承诺第一匹配结果、电力数值承诺第二匹配结果、承诺随机数第一匹配结果、承诺随机数第二匹配结果；用户将用户端匹配结果发送给智能合约；
12、4)执行步骤：
13、智能合约收到所有用户的用户端匹配结果后，计算最终匹配结果并公开；
14、根据最终匹配结果，每一对匹配用户中电力数值较小的用户秘密的将其电力数值发送给另一方；
15、电力数值较大的一方根据另一方的电力数值承诺验证收到的电力数值是否正确，验证正确则交易撮合完毕。
16、电力数值较大的一方根据另一方的电力数值承诺验证收到的电力数值是否正确。这保证了匹配双方可以按照电力数值较小的用户的需求量进行交易，同时不会泄露电力数值较大的一方的电力需求量。
17、本专利技术使用随机数生成自己在每个时间段希望交易的电力数值承诺，即采用同态加密算法对用户的交易电力数值进行加密，同时利用区块链中的智能合约对电力数值密文进行匹配。密文的同态性质使得智能合约可以在不获得电力数值的情况下对用户的交易需求进行撮合。实施例进一步给出一种具体的撮合过程，撮合只涉及线性运算，适合于区块链这种计算成本高昂的场景。
18、本专利技术的有益效果是，在智能电网中保证用户隐私的同时实现高效的电力交易撮合，并且避免传统智能电网中的单点失效问题。
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1.基于区块链的隐私电力交易撮合方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述方法，其特征在于，步骤1)具体包括：
3.如权利要求2所述方法，其特征在于，每个用户执行的步骤2)具体包括：
4.如权利要求3所述方法，其特征在于，每个用户执行的步骤3)具体包括：
5.如权利要求4所述方法，其特征在于，步骤4)具体包括：
【技术特征摘要】
1.基于区块链的隐私电力交易撮合方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述方法，其特征在于，步骤1)具体包括：
3.如权利要求2所述方法，其特征在于，...
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