[发明专利]一种基于电网区块链的共识方法

说明书

一种基于电网区块链的共识方法，包括以下步骤：步骤1，电网节点广播电力交易订单；步骤2，候选区块封装电力交易订单；步骤3，候选区块提交电量证明；步骤4，候选区块电力交易记账；步骤5，电网节点共识验证；步骤6，电网区块链添加电网区块。本发明能够为电网区块链提供一种安全、可靠的共识机制。

技术领域

本发明属于电网区块链技术领域，具体涉及了一种基于电网区块链的共识方法。

背景技术

近年来，我国电力行业有了飞速发展，我国是一个产电用电大国。这些年来，电力企业的交易账单管理也发生了巨大的变化，从最早的手工记账、软件记账，到业务系统管理记账，电力行业记账能力在逐步提高，但是仍然存在着或多或少的问题，例如中心化的管理缺乏灵活性，电力交易账单数据更新不及时，电力交易不透明，交易双方需要建立信任机制，集中的存储架构存在人为修改账单的可能。

近年迅速发展的区块链技术为电网管理提供了一种新思路。通常区块链共识过程可分成两步：第1步挑选一个特定的节点用于创建一个区块，保证其准确无误地加入到区块链中；第2步由所有节点对分布式数据记录达成共识，没有分歧，甚至防止恶意入侵。常用的共识机制有：工作量证明PoS、权益证明PoW、工作量+权益的混合证明(PoS+PoW)、股份授权证明DPoS、瑞波共识协议RCP等。

工作量证明(PoW)即根据节点的算力和工作量的多少来达成共识。PoW共识机制中，节点如要获取创建新区块的资格就必须一直不停的耗费自身算力去执行哈希计算，直至随机数符合预期的要求。

权益证明(PoS)根据节点拥有的一定数量加密货币的所有权来达成共识。PoS共识机制中，节点需要存入一定数量的电子货币作为权益才有可能成为验证者，相当于在区块链中保证金。

2012年出现的Peercoin使用了PoW+PoS的混合机制，其中PoW机制负责产生新币，PoS机制负责保证全网的安全性。

股份授权证明(DPoS)机制使用股东(又称代表、证人)来达成共识，由固定的算法来随机挑选股东去创建区块，节点被选中为股东的几率与其账户资产有关。

瑞波共识协议(RCP)使用一组特定的节点列表来达成共识，每当加入一个新的节点，就需要特殊节点列表中超过一定数量的成员同意。

恒星共识协议(Stellar Consensus Protocol，SCP)使用若干节点组成受信任的组(又称仲裁切片)，只有这些受信任的节点同意的交易才能被验证。Pi币使用恒星共识协议。

因此，将区块链用于智能电网是可行的，但是现有区块链的共识机制并不适合电网的交易系统。首先，PoW也会造成算力和能源的浪费，节点并非专注于分布式记账。另外，个别矿池的算力过度集中，比如占全部算力的50％或更多，也有可能造成安全隐患。其次，PoS中权益的数量与该节点被选为验证者的几率是线性相关的，只有高权益的节点才可创建下一个区块。PoW+PoS混合机制中，任何一个货币拥有者都有可能挖矿成功，更容易形成区块链分叉。再次，DPoS交易需要确保每个被签名的区块获得一个受信任节点的签名，随着时间推移，账户资产较多的少数节点就有可能把控创建区块的权利。另外，瑞波共识协议(RCP)使用一组特定的节点列表来达成共识，随着时间推移，特定的节点列表就有可能把控创建区块的权利。另外，恒星共识协议(SCP)需要若干节点组成受信任的组，仍然存在控制区块创建的可能。最后，上述区块链共识机制，无法提供足够的灵活，互不信任的机构所发出的电力难以通过电网实现共享和交易。

现在市场上传统的集中式电力行业记账机制无法解决电力交易的去信任问题，而传统的区块链共识方法也无法为电网交易提供安全、可靠的交易机制。至目前为止，市场上尚未有基于电网区块链的共识方法。

发明内容

本发明的目的是为了主要解决在去信任的电网系统中安全交易和可靠共识问题，而提出了一种基于电网区块链的共识方法。

一种基于电网区块链的共识方法，