[发明专利]一种基于区块链的能源数据可信共享系统和方法

权利要求书

1.一种基于区块链的能源数据可信共享系统，其特征在于：包括多个用电端、区块链及其上的智能合约、中心机构和多个统计结果查询方；

所述多个用电端分别与区块链及其上的智能合约相连接，每个用电端由智能电表设备组成，各自注册为区块链节点，用于实现能源数据采集和加密，以及将加密后的能源数据上传至区块链及其上的智能合约的功能；

所述区块链及其上的智能合约的输出端与中心机构相连接，用于展示和存储各用电端加密后的能源数据，以及通过智能合约计算加密后的统计结果并展示，并将加密后的能源数据和统计结果输出至中心机构；

所述中心机构的输出端分别与统计结果查询方相连接，用于解密原始能源数据以及解密统计能源数据的主体，并选择性的将统计数据结果解密后公开给数据统计结果查询方；

所述统计结果查询方向中心机构提出查询结果请求，由中心机构解密并出示查询结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的能源数据可信共享系统，其特征在于：所述智能电表设备出厂时即搭载可信执行环境。

3.一种基于区块链的能源数据可信共享方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、各用户端采集能源数据，并对所采集的能源数据进行加密，并将加密值和同态承诺值上传至区块链及其上的智能合约；

步骤2、区块链及其上的智能合约计算加密后的统计结果，并将加密后的能源数据和统计结果输出至中心机构；

步骤3、中心机构解密原始能源数据、解密统计能源数据的主体和统计数据结果，并选择性的将统计数据结果解密后公开给数据统计结果查询方；

步骤4、统计结果查询方向中心机构提交查询解密结果的请求，由中心机构解密并交付统计结果。

4.根据权利要求3所述的一种基于区块链的能源数据可信共享方法，其特征在于：所述步骤1的具体步骤包括：

(1)用电端i将用户一段时间内的能源数据进行采集，记采集的原数据为m_i；

(2)用电端i采集能源数据后，用电端程序电路计算两个值，一个为Paillier加密值c_i，通过m_i和公钥pk计算得出；另一个为同态承诺值d_i，通过m_i和门限r_i计算得出；

(3)用电端i将加密值和同态承诺值ci,di上传至区块链及其上的智能合约。

5.根据权利要求4所述的一种基于区块链的能源数据可信共享方法，其特征在于：所述步骤1第(2)步的具体步骤包括：

①在Paillier加密过程中，存在如下变量：

n＝pq，其中p，q为长度相同的大质数，公钥pk定义为为n，私钥sk定义为p和q；

②加密值c_i的计算方式为：

其中，r为随机产生的数，满足r与n互质；mod为取余计算；n，c_i，m_i如上所述；

③同态承诺值d_i采用离散对数的承诺函数计算，即：

其中，g，h为离散对数群的生成元，r_i,d_i,m_i如上所述。

6.根据权利要求3所述的一种基于区块链的能源数据可信共享方法，其特征在于：所述步骤2的具体步骤包括：

(1)区块链智能合约接收到c_i,d_i,i＝1,2，…，n，其中n为用电端的总数目，计算C＝c₁c₂…c_n，D＝d₁d₂…d_n并展示，此处的乘法为基于模p整数群上的运算；

(2)根据Paillier的同态性，对密文进行相乘后，得到的C和D分别为针对所有能源数据之和的加密值和承诺值。