一种基于区块链的电网大数据数字资产管理方法

1.本发明涉及区块链技术、大数据管理技术领域，具体涉及一种基于区块链的电网大数据数字资产管理方法。

背景技术：

2.近年来，针对目前的世界能源严峻形势，各国正在逐步开展对于智能电网数据管理的研究，目的是建立起能够串联起整个智能电网大数据管理的电力系统。
3.电网中存在着数据量庞大、类型繁多、数据来源多种多样、出现频率极高等特点，如果仍然采用传统集中式的数据管理方法会导致出现安全漏洞且效率不足的问题，并且也可能严重针对电力公司对电网中数据价值的获取。通过加入区块链技术，给电网大数据的数字资产管理增加了一项具有崭新意义的方案途径。通过采用智能合约、共识机制、链式区块结构等技术可实现区块链去中心化、去信任、信息可溯源以及信息难以篡改等特点，与电网大数据的数据特点以及管理需求十分吻合，故可基于区块链技术制定相应的解决方案来解决上述所提到的问题。

技术实现要素：

4.本发明的目的是利用计算机技术，尤其是区块链技术和相关的大数据技术，构建基于多方用户的电力智能数据管理方法，建立起参与各方的闭环服务体系。通过开展用户用电行为分析，用区块链技术构建电力需求侧应用管理手段，建立对用户用电数据的监控平台，利用智能网关及相关智能传感器，进一步采集已签署调峰活动协议用户的各个用电设备信息并将其上链存储，在必要时协助用户调峰。以智能合约编译的用户电力数据信用积分激励机制为基础，建立数据管理体系架构、区块链应用体系架构，形成一套有效的、全面的、科学的区块链电力大数据管理应用方案。建立电网企业及电力大用户之间低成本的直接沟通渠道，激励用户积极参与需求侧响应活动，实现电网企业高峰用电负荷成本和电网建设投资成本以及用户用电成本双减的目标。
5.本发明提供了一种基于区块链的电网大数据数字资产管理方法，包括以下步骤：
6.s1)对电力物联网中存在的电网数据，通过各类传感器等装置进行采集并上传到区块链系统中上链存储；
7.s2)通过基于信用积分的智能合约，对步骤s1)中已经上链存储的电网数据实现各个用户节点间的电网大数据数字资产流通和同步；
8.s3)在步骤s2)电网大数据数字资产流通的过程中，通过区块链中的共识机制使数据受整个区块链系统中所有节点共同检查，保证电网大数据数字资产的完整性和唯一性，实现电网大数据数字资产管理的安全防护。
9.进一步的，所述步骤s1)包括：
10.通过将加密过的用户公钥存储在分布式数据库中，起到了避免数据泄露并且对单一或少数数据库攻击的作用，保证了数据存储的安全性，由区块链结构以及分布式数据库
数据结构提供了上链数据的不可篡改性，保证了数据上链过程的可靠性。
11.进一步的，所述步骤s2)包括：
12.电网大数据数字资产流通过程通过信用积分智能合约激励机制来保证电力数据管理系统中各节点数据的同步和处理积极性。
13.进一步的，所述步骤s3)包括：
14.电网大数据数字资产管理安全防护机制通过相应的区块链有关密码学加密算法对电网大数据资产流通的过程进行保护，从而保证了数据的机密性和完整性。
15.本发明所提出的电网大数据数字资产管理方法过程包括电网大数据数字资产的存储上链，电网大数据数字资产的流通和电网大数据数字资产的安全防护，旨在实现电力资源有效利用，使电力供需由消极平衡变为积极平衡，实现全民节能减排。通过区块链技术与大数据相结合，推动产业大数据与电力大数据的融合,增强经济信息与社会信息的连接和协同效应，提高电网企业对数据管理的积极性和电网数据的质量。所述的数字资产管理方法，可作为对电网大数据进行处理和管理的底层架构，并且在此基础上可结合使用区块链智能合约，通过编写相对应功能的智能合约对电网大数据数字资产架构提供更多功能选项的支持，实现对电力数据的全自动获取、整理、处理，在提升数字资产对应收益的同时，实现电网的数据处理智能化。
附图说明
16.图1是本发明基于区块链的电网大数据数字资产管理方法的流程图；
17.图2是本发明智能合约的流程图。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
19.实施例一
20.参照附图1，一种基于区块链的电网大数据数字资产管理方法，具体包括以下步骤：
21.s1)对电力物联网中存在的电网数据，通过各类传感器等装置进行采集并上传到区块链系统中上链存储；
22.通过将加密过的用户公钥存储在分布式数据库中，起到了避免数据泄露并且对单一或少数数据库攻击的作用，保证了数据存储的安全性，由区块链结构以及分布式数据库数据结构提供了上链数据的不可篡改性，保证了数据上链过程的可靠性。
23.s11)区块链中的用户节点收集当前自己拥有的电网数据，并用自己的公钥对电网数据进行添加数据标签，向当前的数据记录节点提交数据上链请求。
24.s12)当前的数据记录节点对该用户节点的数据标签和内容进行检验，在确保该用户节点具有数据上链权限之后，将应答数据上链请求。
25.s13)用户节点将用户私钥对电网数据的内容加以签名，并用当前数据记录节点的公钥对电网数据进行加密操作。
26.s14)当前的数据记录节点用自己的私钥对电网数据进行解密操作，并用数据上传
节点的公钥对签名进行解密，然后将数据摘要内容和数据原文哈希值进行比对。在确认电网数据由该用户节点上传之后，将数据摘要内容和数据上传节点的签名存储上链在区块链中，将加密过后的数据存储于数据库中。
27.s15)每经过30秒，当前的数据记录节点计算区块中数据存储上链的默克尔树以及默克尔根值，并将自己的公钥添加在区块头中，之后将区块信息广播给当前的数据监督节点以及候选节点进行校验。
28.s16)当前的数据监督节点和候选节点在成功检验区块信息之后，向当前的数据记录节点发送确认。
29.s17)当前的数据记录节点将数据保存到新产生的区块，并链接到区块链尾。
30.s2)如图2所示，通过基于信用积分的智能合约(即信用积分智能合约)，对s1)中已经上链的数据实现各个用户节点间的电网大数据资产流通和同步；
31.所述电网大数据数字资产流通过程参与方包含分布式数据库、信用积分智能合约、数据区块链、数据记录节点、数据监督节点、候选节点以及第三方用户，其中分布式数据库存储已经上链的大数据数字资产，信用积分智能合约激励机制提高电力数据管理系统中各节点数据的上传和处理积极性，数据区块链是各个参与方节点数据交互的网络拓扑基础，数据记录节点负责记录用户对电网数据的使用情况，数据监督节点负责判断用户使用电网数据的合法性并给出相应奖励或惩罚，候选节点是数据监督节点的备选节点。
32.s21)当用户节点上传的数据被检测到不满足要求或出现伪造数据的情况，将减去用户合约信用积分，每有一次恶意的用户行为将减少一分，否则，若上传数据满足要求且无情况，则每条正确数据加一分；
33.s22)数据记录节点对应的区块如果被数据监督节点或候选节点检测到存在伪造数据，则每检查到一个区块，将该数据记录节点对应用户积分减去一分，否则将增加一分；数据监督节点和候选节点彼此定期随机检测，如果检测数据相同，则每个节点对应用户增加一分，若校验结果不同，则以多数节点的检测数据为依据，并对监测数据结果不同的节点减去一分。
34.s3)在步骤s2)电网大数据资产流通的过程中，通过区块链中的共识机制使数据受整个区块链系统中所有节点共同检查，保证数据资产的完整性和唯一性，实现电网大数据数字资产管理的安全防护。
35.电网大数据数字资产管理安全防护机制通过相应的区块链有关密码学加密算法对电网大数据资产流通的过程进行保护，从而保证了数据的机密性和完整性。
36.以上所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

技术特征：

1.一种基于区块链的电网大数据数字资产管理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：s1)对电力物联网中存在的电网数据，通过各类传感器等装置进行采集并上传到区块链系统中上链存储；s2)通过基于信用积分的智能合约，对步骤s1)中已经上链存储的电网数据实现各个用户节点间的电网大数据数字资产流通和同步；s3)在步骤s2)电网大数据数字资产流通的过程中，通过区块链中的共识机制使电网数据受整个区块链系统中所有节点共同检查，保证电网大数据数字资产的完整性和唯一性，实现电网大数据数字资产管理安全防护；其中，所述步骤s1)包括：通过将加密过的用户公钥存储在分布式数据库中，起到了避免数据泄露并且对单一或少数数据库攻击的作用，保证了数据存储的安全性，由区块链结构以及分布式数据库数据结构提供了上链数据的不可篡改性，保证了数据上链过程的可靠性；在所述步骤s2)中，所述电网大数据数字资产流通过程参与方包含分布式数据库、基于信用积分的智能合约、数据区块链、数据记录节点、数据监督节点、候选节点以及第三方用户，其中分布式数据库存储已经上链的电网大数据数字资产，基于信用积分的智能合约激励机制提高电力数据管理系统中各节点数据的上传和处理积极性，数据区块链是各个节点数据交互的网络拓扑基础，数据记录节点负责记录用户对电网数据的使用情况，数据监督节点负责判断用户使用电网数据的合法性并给出相应奖励或惩罚，候选节点是数据监督节点的备选节点；在所述步骤s3)中，所述电网大数据数字资产管理安全防护机制通过相应的区块链有关密码学加密算法对电网大数据数字资产流通的过程进行保护，从而保证了数据的机密性和完整性。2.根据权利要求1所述的基于区块链的电网大数据数字资产管理方法，其特征在于，所述步骤s1)具体包括：s11)区块链中的用户节点收集当前自己拥有的电网数据，并用自己的公钥对电网数据进行添加数据标签，向当前的数据记录节点提交数据上链请求；s12)当前的数据记录节点对该用户节点的数据标签和内容进行检验，在确保该用户节点具有数据上链权限之后，将应答数据上链请求；s13)用户节点将用户私钥对电网数据的内容加以签名，并用当前数据记录节点的公钥对电网数据进行加密操作；s14)当前的数据记录节点用自己的私钥对电网数据进行解密操作，并用数据上传节点的公钥对签名进行解密，然后将数据摘要内容和数据原文哈希值进行比对，在确认电网数据由该用户节点上传之后，将数据摘要内容和数据上传节点的签名存储上链在区块链中，将加密过后的数据存储于分布式数据库中；s15)每经过30秒，当前的数据记录节点计算区块中数据存储上链的默克尔树以及默克尔根值，并将自己的公钥添加在区块头中，之后将区块信息广播给当前的数据监督节点以及候选节点进行校验；s16)当前的数据监督节点和候选节点在成功检验区块信息之后，向当前的数据记录节
点发送确认；s17)当前的数据记录节点将数据保存到新产生的区块，并链接到区块链尾。3.根据权利要求2所述的基于区块链的电网大数据数字资产管理方法，其特征在于，所述步骤s2)具体包括：s21)当用户节点上传的电网数据被检测到不满足要求或出现伪造数据的情况，将减去用户合约信用积分，每有一次恶意的用户行为将减少一分，否则，若上传电网数据满足要求且无情况，则每条正确数据加一分；s22)数据记录节点对应的区块如果被数据监督节点或候选节点检测到存在伪造数据，则每检查到一个区块，将该数据记录节点对应用户积分减去一分，否则将增加一分；数据监督节点和候选节点彼此定期随机检测，如果检测数据相同，则每个节点对应用户增加一分，若校验结果不同，则以多数节点的检测数据为依据，并对监测数据结果不同的节点减去一分。

技术总结

本发明公开了一种基于区块链的电网大数据数字资产管理方法，该方法包括电网大数据数字资产的存储上链、流通和保护。本发明通过结合区块链技术和电网大数据，设计了一种合理高效的电网数字资产管理方法，提出基于大数据与区块链技术的电力需求侧主动响应机制，利用已建成的全业务数据中心大数据系统开展用户用电行为分析，建立电网企业及电力大用户之间低成本的直接沟通渠道，激励用户积极参与需求侧响应活动，并主动承担更多的调节目标，提高数据处理效率和保持优质电网数据活性，改善了电网数据储存形式，建立起去中心化、难以篡改的电网数据区块链，实现电网企业高峰用电负荷成本以及用电企业生产成本双减的目标。本以及用电企业生产成本双减的目标。本以及用电企业生产成本双减的目标。