(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910233885.2
(22)申请日 2019.03.26
(71)申请人 武汉大学
地址 430072 湖北省武汉市武昌区珞珈山
武汉大学
(72)发明人 陈艳姣 李佳洁 李赛南 汪旭
黄荟萱
(74)专利代理机构 武汉科皓知识产权代理事务
所(特殊普通合伙) 42222
代理人 齐晨涵 姜学德
(51)Int.Cl.
G06Q 40/04(2012.01)
H04L 9/06(2006.01)
(54)发明名称
基于区块链的期货交易方法
(57)摘要
本发明公开了一种基于区块链的期货交易
将结果公布在区块链上。解决了传统期货市场中
交易费用过高、缺乏对交易者隐私信息保护的问
题，通过将期货市场部署到区块链上，并利用智
能合约和可信硬件完成交易所的操作，可以有效
保护交易者的隐私，
降低期货交易费用。权利要求书1页 说明书4页 附图2页CN 109978691 A 2019.07.05
C N 109978691
A
1.一种基于区块链的期货交易方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：注册，所有的交易者向可信硬件进行注册，具体过程为：
步骤1.1：可信硬件生成一对非对称密钥对(PK ,SK)；
步骤1.2：所有交易者生成对称密钥key，使用PK加密自己的密钥key，并发送给可信硬件；
步骤1.3：可信硬件使用SK进行解密得到每一个交易者的密钥key，并在可信硬件中存储所有交易者的key；
步骤2：在发布订单之前，交易者向智能合约缴纳一笔初始保证金，保证金＝价位*交易仓位*α，存储在智能合约中； 步骤3：交易者发布订单，在可信硬件中进行期货市场操作；
步骤4：根据本轮的交易情况，调整每位交易者的保证金；
步骤5：将本轮交易的平均成交价、用户的保证金、加密的仓位发送给智能合约，智能合约重新调整交易者的保证金；
步骤6：合约到期后，智能合约根据每个交易者保证金账户余额发还保证金，每个交易者取回剩余保证金。
2.根据权利要求1所述的基于区块链的期货交易方法，其特征在于：所述步骤3的具体过程为：
步骤3.1：交易者使用key加密自己需要发布的买卖订单，可信硬件使用存储的交易者的key解密接受到的订单，从而得到交易者发布的订单；
步骤3.2：可信硬件对每一笔订单进行匹配，成交时修改成交双方对应的库存，在可信硬件中记录成交的合同数量和匹配价格，将未被匹配的订单计入订单表中；可信硬件中存储交易成交记录，交易者的库存信息，和订单表；
步骤3.3：根据现在市场的交易价格(即订单表中的中间价)重新计算每位交易者的总资产，总资产＝当前保证金总额+仓位*(本轮清算价-上轮清算价)；
步骤3.4：如果某一位交易者的总资产小于维持保证金，则对改交易者进行强制平仓，取消其之前发布的在订单表中未被匹配的订单，并将其持有的仓位以最低价成交。
3.根据权利要求2所述的基于区块链的期货交易方法，其特征在于：所述步骤4的具体过程为：
步骤4.1：当合约到期时，对于所有用户：保证金额＝原保证金额+仓位*(本期清算价-上期清算价)；并且所有交易者仓位更新为0；
步骤4.2：分三种情况分别计算用户保证金额：
对于仓位没有变动的用户：保证金额＝原保证金额+仓位*(本期清算价-上期清算价)；对于仓位有变动，但不是强制平仓的用户：保证金额＝原保证金额+未变的仓位*(本期清算价-上期清算价)+变化的仓位*(成交价-上期清算价)；
对于被强制平仓的用户：保证金额＝原保证金额+∑变化的仓位*(成交价-上期清算价)。
4.根据权利要求1所述的基于区块链的期货交易方法，其特征在于：所述可信硬件为英特尔SGX可信处理器。
权 利 要 求 书1/1页CN 109978691 A
基于区块链的期货交易方法
技术领域
[0001]本发明属于涉及期货市场交易安全领域，具体地指一种基于区块链的期货交易方法。
背景技术
[0002]期货市场中交易者的仓位和保证金额都是非常重要的隐私信息，目前存在的基于区块链智能合
约的商品交易系统，并不能解决期货市场中可能存在的隐私泄露问题，而且期货市场中计算交易者保证金的过程比较复杂，简单的商品交易系统不能保证交易过程的隐私性。
发明内容
[0003]本发明针对现有技术的缺乏，提供了一种基于区块链的期货交易方法，可以有效地提高交易效率，保护交易者的隐私。
[0004]本发明的所设计的一种基于区块链的期货交易方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
[0005]步骤1：注册，所有的交易者向可信硬件进行注册，具体过程为：
[0006]步骤1.1：可信硬件生成一对非对称密钥对(PK,SK)；
[0007]步骤1.2：所有交易者生成对称密钥key，使用PK加密自己的密钥key，并发送给可信硬件；
[0008]步骤1.3：可信硬件使用SK进行解密得到每一个交易者的密钥key，并在可信硬件中存储所有交易者的key；
[0009]步骤2：在发布订单之前，交易者向智能合约缴纳一笔初始保证金，保证金＝价位*交易仓位*α，存储在智能合约中；
[0010]步骤3：交易者发布订单，在可信硬件中进行期货市场操作；
[0011]步骤4：根据本轮的交易情况，调整每位交易者的保证金；
[0012]步骤5：将本轮交易的平均成交价、用户的保证金、加密的仓位发送给智能合约，智能合约重新调整交易者的保证金；
[0013]步骤6：合约到期后，智能合约根据每个交易者保证金账户余额发还保证金，每个交易者取回剩余保证金。
[0014]进一步地，所述步骤3的具体过程为：
[0015]步骤3.1：交易者使用key加密自己需要发布的买卖订单，可信硬件使用存储的交易者的key解密接受到的订单，从而得到交易者发布的订单；
[0016]步骤3.2：可信硬件对每一笔订单进行匹配，成交时修改成交双方对应的库存，在可信硬件中记录成交的合同数量和匹配价格，将未被匹配的订单计入订单表中；可信硬件中存储交易成交记录，交易者的库存信息，和订单表；
[0017]步骤3.3：根据现在市场的交易价格(即订单表中的中间价)重新计算每位交易者
的总资产，总资产＝当前保证金总额+仓位*(本轮清算价-上轮清算价)；
[0018]步骤3.4：如果某一位交易者的总资产小于维持保证金，则对改交易者进行强制平仓，取消其之前发布的在订单表中未被匹配的订单，并将其持有的仓位以最低价成交。[0019]更进一步地，所述步骤4的具体过程为：
[0020]步骤4.1：当合约到期时，对于所有用户：保证金额＝原保证金额+仓位*(本期清算价-上期清算价)；并且所有交易者仓位更新为0；
[0021]步骤4.2：分三种情况分别计算用户保证金额：
[0022]对于仓位没有变动的用户：保证金额＝原保证金额+仓位*(本期清算价-上期清算价)；
[0023]对于仓位有变动，但不是强制平仓的用户：保证金额＝原保证金额+未变的仓位* (本期清算价-上期清算价)+变化的仓位*(成交价-上期清算价)；
[0024]对于被强制平仓的用户：保证金额＝原保证金额+∑变化的仓位*(成交价-上期清算价)。
[0025]进一步地，所述可信硬件为英特尔SGX可信处理器。
附图说明
[0026]图1是本发明实施的系统框架图。
[0027]图2是本发明实施的期货市场的流程图。
[0028]图3是本发明实施的变更交易者保证金的流程图。
具体实施方式
[0029]本发明主要基于区块链和智能合约，提出的一种能保证隐私安全的分布式期货市场。本方法充分考虑了期货市场交易中的隐私保护，通过利用可信的处理器技术Intel SGX 来保护各用户的隐私以及订单匹配过程。通过本发明可取代第三方期货交易所，降低期货交易的佣金费用。
[0030]实现本发明提供的方法过程中，使用英特尔SGX作为可信处理器，利用C++编程完成智能合约的部署，智能合约在Solidity 0.4.4中实现。交易者需运用带有2.4GHz英特尔E5-26CPU的Linux服务器完成交易。同时使用了Tuffle框架与EntUnjs TESTPC进行测试。评估了密钥长度为128位，192位，256位的AES算法下的系统成本，发现密钥长度越长，系统开销越大；但是保密效果越好。改变交易者和订单数量，观察系统的内存消耗和系统耗时，发现是成正比的。同时，通过改变订单价格，交易者数量，发现当这些变量改变时，市场上的订单成交量符合传统期货交易市场的发展规律。
[0031]如图1所示，本发明的具体实施过程具体如下：
[0032]步骤1，将编程好的智能合约部署到Ethereum上。各交易者完成注册过程。[0033]具体过程如下：
[0034]可信处理器SGX产生RSA密钥(PK,SK)，交易者产生自己独有的AES密钥，并用PK将自己的AES密钥加密并发送给SGX，SGX运用SK得到每个人的AES密钥。实施例中还分别模拟了AES长度为128位，192位，256位时，计算系统的时间开销，从而得出AES长度对系统开销的影响。
[0035]步骤2，交易者发布订单，并缴纳保证金。
[0036]具体过程如下：
[0037]分别模拟产生100，200，300，…，1000份订单，交易者使用AES密钥加密需要发布的买卖订单，并将订单发送给可信处理器SGX。订单信息包括交易者ID，交易者的保证金余额，以及加密的时间，价位，交易仓位。SGX使用步骤1中存储的AES密钥解密接受到的订单，从而得到交易者发布的订单。同时交易者需要向智能合约缴纳足够的保证金。保证金＝价位*交易仓位*α，α由市场机制决定，实施中采用20％。
[0038]步骤3，SGX对订单进行处理。
[0039]具体过程如下：
[0040]SGX按顺序对每一笔订单进行匹配，如果一个订单为买入(卖出)，存在另一笔订单为卖出(买入)且价格相同，则两笔订单以最小的合同量成交，若存在多个卖出(买入)价格相同的订单，则根据时间先后依次匹配，匹配先存入订单表的订单。并根据交易信息以及市场交易价格计算每位交易者的损益，计算每一位交易者(id＝i)的总资产：mi为账户保证金数额，Vi为持有仓位，Pm为本轮市场价，Pm’为上一轮市场价:
[0041]Ni＝mi+Vi*(Pm–Pm’)
[0042]若总资产小于维持保证金K，K＝|Vi|*Pm*β，(Vi为用户i持有仓位，Pm为本轮市场价，β由市场机制决定，实施中采用15％)则该交易者被强制平仓。
[0043]强制平仓的具体过程：
[0044]取消该交易者在订单表中的所有未被匹配的订单，然后将该交易者的总持有仓位按市场上的最低价进行成交，直至该交易者的总持有仓位为0，他被赶出期货市场。[0045]在SGX中记录成交的合同数量和匹配价格，将未被匹配的订单计入订单表中。SGX 中存储交易成交记录，交易者的库存信息，和订单表。
[0046]步骤4，智能合约对每个交易者的保证金进行调整。
[0047]具体过程如下：
[0048]在处理完100个订单后，即一轮结束后，SGX更新每个交易者的库存信息。[0049]对于仓位没有变动的用户：保证金额＝原保证金额+仓位*(本期清算价-上期清算价)；
[0050]对于仓位有变动，但不是强制平仓的用户：保证金额＝原保证金额+未变的仓位* (本期清算价-上期清算价)+变化的仓位*(成交价-上期清算价)；
[0051]对于被强制平仓的用户：保证金额＝原保证金额+∑变化的仓位*(成交价-上期清算价)；
[0052]当合约到期时，对于所有用户：保证金额＝原保证金额+仓位*(本期清算价-上期清算价)。并且所有交易者仓位更新为0。
[0053]步骤5，将本轮交易的平均成交价、步骤4调整后用户的保证金数额、加密的交易者总持有仓位发送给智能合约，智能合约重新调整合约中存储的各交易者的保证金数额。[0054]步骤6，合约到期后，智能合约根据每个交易者保证金账户余额发还保证金，每个交易者取回剩余保证金。
[0055]传统的期货市场中交易者的信息都被保存在交易所，可能存在信息泄露的问题，信息泄露之后就有可能被其它交易者攻击，逐出交易市场。而且传统交易所会根据你订单
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