基于區(qū)塊鏈的電力市場交易互信增強技術(shù)

蔣正威，吉 斌，周自強，昌 力，顏 擁，姚 影

（1.國網(wǎng)浙江省電力有限公司，杭州 310007；2.南瑞集團有限公司（國網(wǎng)電力科學(xué)研究院有限公司），南京 211106；3.浙江華云清潔能源有限公司，杭州 310008；4.國網(wǎng)浙江省電力有限公司電力科學(xué)研究院，杭州 310014）

0 引言

隨著我國電力市場交易體制及法規(guī)的不斷完善，市場各方權(quán)力與義務(wù)逐步清晰，各成員之間的信任整體上是和諧的。但是，在市場化程度不斷加深以及參與成員的數(shù)量、多樣性持續(xù)增加趨勢下，由于不同的市場成員存在著各自的利益和訴求，將不可避免地出現(xiàn)彼此之間互信不足的問題。交易中心和調(diào)度中心作為電力市場的主持方，如何提高市場參與成員與中心機構(gòu)之間的互信，是電力市場發(fā)展面臨的一個重要問題。

區(qū)塊鏈自2008 年提出以來受到了世界各國的高度關(guān)注。區(qū)塊鏈融合了分布式賬本、共識機制、智能合約等技術(shù)，具有透明可信、防篡改、可溯源、隱私安全等特點［1-2］，可為電力市場交易提供新的技術(shù)支撐［3］。近年來，諸多學(xué)者探討了區(qū)塊鏈技術(shù)在電力市場交易［4-8］、能源互聯(lián)網(wǎng)交易［9-12］、分布式能源交易［13-17］等領(lǐng)域的應(yīng)用。在電力市場交易方面，文獻(xiàn)［4］討論了調(diào)度和交易部分去中心化情形下的電力現(xiàn)貨市場調(diào)度交易模式；文獻(xiàn)［5］建立了電力期貨市場的區(qū)塊鏈整體框架；文獻(xiàn)［6］針對電力市場輔助服務(wù)交易問題，提出了基于區(qū)塊鏈技術(shù)的具體實施方案；文獻(xiàn)［7］針對電力互濟交易區(qū)塊鏈的節(jié)點通信問題，建立了弱中心化的分層網(wǎng)絡(luò)通信架構(gòu)；文獻(xiàn)［8］利用區(qū)塊鏈技術(shù)設(shè)計了電力市場分布式交易系統(tǒng)。在能源互聯(lián)網(wǎng)交易方面，文獻(xiàn)［9］介紹了區(qū)塊鏈在能源交易、物聯(lián)網(wǎng)、負(fù)荷側(cè)響應(yīng)等方面的應(yīng)用案例；文獻(xiàn)［10］針對能源互聯(lián)網(wǎng)點對點雙邊交易的場景，利用智能合約技術(shù)實現(xiàn)鏈上各節(jié)點交易信息自主維護；文獻(xiàn)［11］根據(jù)能源區(qū)塊鏈交易需求，建立了基于融合共識與合約機制的多鏈結(jié)構(gòu)支撐環(huán)境模型；文獻(xiàn)［12］研究了基于區(qū)塊鏈技術(shù)的分布式交易方案，設(shè)計了基于可信度的公平證明機制。在分布式能源交易方面，文獻(xiàn)［13］分析了英國、德國和美國的三個具有代表性的分布式交易平臺；文獻(xiàn)［14］研究了基于區(qū)塊鏈共識機制的分布式新能源信息互聯(lián)模式；文獻(xiàn)［15］研究了區(qū)塊鏈在分布式能源交易領(lǐng)域應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)框架；文獻(xiàn)［16］研究了基于區(qū)塊鏈的分布式能源市場化交易架構(gòu)、交易流程以及應(yīng)用機制；文獻(xiàn)［17］利用區(qū)塊鏈技術(shù)架構(gòu)設(shè)計了分布式交易系統(tǒng)，提出了基于信用的共識機制。

上述文獻(xiàn)主要是結(jié)合區(qū)塊鏈“去中心化”特征來開展相關(guān)的研究工作，忽視了現(xiàn)階段我國電力市場中心化交易的現(xiàn)實運行體制。本文認(rèn)為，“去中心化”只是區(qū)塊鏈諸多特征中的一個重要特征，不應(yīng)成為區(qū)塊鏈的標(biāo)簽；區(qū)塊鏈作為一種新型的技術(shù)體系，在電力市場交易中心化背景下，同樣可以利用區(qū)塊鏈技術(shù)架構(gòu)及其相應(yīng)的算法來解決實際問題。由于區(qū)塊鏈技術(shù)優(yōu)勢和局限并存，將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于電力市場交易申報和發(fā)布環(huán)節(jié)雖然難以完美解決市場成員之間的互信問題，但是可以在很大程度上提高市場主體彼此之間的信任，即實現(xiàn)互信增強。

本文針對電力市場交易申報和發(fā)布環(huán)節(jié)的互信不足問題，考慮到中心化交易這一現(xiàn)實背景，提出了基于混合區(qū)塊鏈的互信增強技術(shù)方案。首先，分析當(dāng)前在電力市場交易申報與發(fā)布環(huán)節(jié)的互信不足；進(jìn)一步，結(jié)合區(qū)塊鏈相關(guān)技術(shù)研究分析互信不足與區(qū)塊鏈技術(shù)之間的契合點；在此基礎(chǔ)上，設(shè)計基于區(qū)塊鏈的電力市場交易申報與發(fā)布互信增強的關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)方案，為構(gòu)建公開透明、彼此監(jiān)督、互相信任的電力市場交易環(huán)境提供技術(shù)參考。

1 交易申報與發(fā)布的互信不足問題分析

為有針對性地利用區(qū)塊鏈技術(shù)來解決電力市場交易申報與發(fā)布互信不足問題，須深入調(diào)研分析目前交易申報與發(fā)布環(huán)節(jié)的互信現(xiàn)狀，即分析中心機構(gòu)（調(diào)度中心、交易中心、監(jiān)管中心）與市場參與成員（發(fā)電商、售電商、電力用戶等）之間互信不足。

1.1 交易申報與發(fā)布環(huán)節(jié)的信息

電力市場交易申報和發(fā)布是中心機構(gòu)與市場參與成員之間信息交互的重要途徑。一般而言，交易申報是指市場各參與成員按規(guī)定向中心機構(gòu)申報企業(yè)信息、設(shè)備參數(shù)、報價數(shù)據(jù)等信息；交易發(fā)布是指中心機構(gòu)向市場參與成員發(fā)布法律法規(guī)條文、政策文件、調(diào)度指令、市場需求消息、交易出清等信息。

在深度市場化電力交易環(huán)境下，交易申報和發(fā)布環(huán)節(jié)各類信息的準(zhǔn)確性、真實性、公正性，以及信息披露和運用的合法合規(guī)性對于市場各方的利益訴求至關(guān)重要，也直接關(guān)系到市場各方的彼此信任，特別是對于市場交易相關(guān)方起著關(guān)鍵性作用或是具有高度私有性的敏感信息尤為如此。以下從敏感性和關(guān)鍵性兩個角度對交易申報與發(fā)布環(huán)節(jié)信息進(jìn)行分析。

1.1.1 敏感信息

敏感信息主要是指，只有特定的市場成員才有權(quán)訪問，任何單位和個人不得越權(quán)獲取或泄露，具有高度私有性的信息。這類信息泄露往往會導(dǎo)致相關(guān)市場成員的權(quán)益嚴(yán)重受損，破壞公平公正的電力市場交易環(huán)境。交易申報與發(fā)布環(huán)節(jié)所涉及的敏感信息主要有以下幾個方面：

1）中心機構(gòu)發(fā)布的機密文件、征求意見稿以及交易規(guī)則草案等涉密信息。

2）中心機構(gòu)發(fā)布的市場交易明細(xì)，以及預(yù)調(diào)度和滾動預(yù)調(diào)度計劃信息。

3）市場參與成員申報的交易報價數(shù)據(jù)，如成本、報價曲線等信息。

4）中心機構(gòu)發(fā)布的設(shè)備安全限額、電網(wǎng)運行安全約束等信息。

5）市場參與成員向中心機構(gòu)申報的技術(shù)參數(shù)信息，如機組可用狀態(tài)、出力限額等。

1.1.2 關(guān)鍵信息

關(guān)鍵信息主要是指，對于市場成員做出正確決策起到關(guān)鍵性作用的信息。如果這類信息在申報或者發(fā)布環(huán)節(jié)不及時、不準(zhǔn)確、不公正，則會嚴(yán)重破壞市場交易公平公正性，損害相關(guān)市場成員的權(quán)益。電力市場交易申報與發(fā)布環(huán)節(jié)所涉及的關(guān)鍵信息歸納如下：

1）中心機構(gòu)制定的市場規(guī)則、輔助服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)細(xì)則、考核標(biāo)準(zhǔn)等法規(guī)文件信息。

2）市場干預(yù)期間的干預(yù)定價程序，市場系統(tǒng)停運服務(wù)計劃。

3）電力市場交易中用于確定電能或備用短缺的成本定價曲線。

4）市場交易結(jié)算依據(jù)、計算方法以及最終的市場出清等信息。

5）發(fā)、輸、變、配電設(shè)備的計劃和非計劃停運信息。

6）調(diào)度中心發(fā)布的供需預(yù)測信息，中短期系統(tǒng)充裕性評估結(jié)果。

7）負(fù)荷預(yù)測、傳統(tǒng)機組發(fā)電預(yù)測、新能源發(fā)電預(yù)測等相關(guān)信息。

除了以上給出的敏感信息和關(guān)鍵信息之外，電力市場交易申報與發(fā)布環(huán)節(jié)還包括面向公眾或行業(yè)公開的一般性信息。通常這類信息被違規(guī)披露、泄露、利用的風(fēng)險較低，對市場各成員之間彼此信任影響較小。

1.2 典型互信不足問題分析

敏感信息和關(guān)鍵信息關(guān)系到電力市場各成員的權(quán)益，因此在申報或發(fā)布敏感信息、關(guān)鍵信息過程中，容易造成各市場主體之間的信任問題。從目前電力市場交易運行機制來看，交易申報和發(fā)布環(huán)節(jié)的典型互信不足可歸納為如下幾個方面：

1）隱私信息濫用導(dǎo)致的不信任：中心機構(gòu)違規(guī)訪問、存儲、泄露、分析市場參與成員的私有信息，或是市場參與成員泄露中心機構(gòu)要求保密的信息。

2）抵賴行為導(dǎo)致的不信任：中心機構(gòu)或市場參與成員事后不承認(rèn)事先申報、提交、發(fā)布的信息。

3）虛假信息申報導(dǎo)致的不信任：市場參與成員向中心機構(gòu)申報的不實信息。

4）信息違規(guī)披露導(dǎo)致的不信任：中心機構(gòu)或市場參與成員不按照規(guī)定披露信息。

5）交易規(guī)則不公導(dǎo)致的不信任：中心制定的交易規(guī)則對某些特定市場參與成員具有傾向性。

在上述五個典型互信不足中，隱私信息濫用導(dǎo)致的不信任問題較為突出。在當(dāng)前中心化交易機制下，市場參與成員諸多高度敏感的私有信息存儲在中心機構(gòu)服務(wù)器，中心機構(gòu)特定人員有權(quán)限讀取這些隱私信息。因此，市場參與成員擔(dān)心其隱私信息被泄漏或違法分析使用。

2 互信增強與區(qū)塊鏈的契合點

區(qū)塊鏈?zhǔn)抢脡K鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來驗證和存儲數(shù)據(jù)，利用分布式共識算法來生成和更新數(shù)據(jù)，利用密碼學(xué)技術(shù)保證數(shù)據(jù)傳輸和訪問的安全性，利用自動化腳本代碼形成的智能合約來編程和操作數(shù)據(jù)的一種全新的分布式基礎(chǔ)架構(gòu)和計算范式［18］。這些技術(shù)算法從根本上保證了區(qū)塊鏈具有可去中心化、透明可信、可溯源、防篡改、隱私安全、系統(tǒng)可靠等特點。本文結(jié)合區(qū)塊鏈相關(guān)技術(shù)算法及其特征，針對上述電力市場交易申報與發(fā)布環(huán)節(jié)存在的典型互信問題，分析區(qū)塊鏈應(yīng)用于交易申報與發(fā)布互信增強的契合點，如圖1所示。

圖1 區(qū)塊鏈和電力市場交易申報與發(fā)布互信增強契合點

區(qū)塊鏈應(yīng)用于互信增強的技術(shù)契合點分析如下：

1）隱私信息濫用導(dǎo)致的不信任與區(qū)塊鏈信息安全、透明可信契合：一方面，可以利用區(qū)塊鏈同態(tài)加密、零知識證明等前沿加密技術(shù)，使區(qū)塊鏈上任何不相關(guān)的用戶都無法從密文中讀取到有用信息，保證鏈上私有信息的安全性；另一方面，將相關(guān)市場成員每次訪問私有信息的痕跡發(fā)布到聯(lián)盟區(qū)塊鏈上，接受各市場成員監(jiān)督。

2）抵賴行為導(dǎo)致的不信任與區(qū)塊鏈可溯源、防篡改契合：利用區(qū)塊鏈的分布式存儲、數(shù)字簽名、哈希算法等技術(shù)，將交易申報與發(fā)布的信息按照時間順序存儲在區(qū)塊鏈上，所有信息都具有不可篡改、可溯源特征，可有效地防止市場成員的抵賴行為。

3）虛假信息申報導(dǎo)致的不信任與區(qū)塊鏈技術(shù)可溯源、防篡改契合：區(qū)塊鏈上存儲的每條信息都會記錄發(fā)布者身份和時間，虛假信息一旦被寫入?yún)^(qū)塊鏈中，便會一直存在難以消除，大大地增加了申報虛假信息的風(fēng)險，從而大幅度降低市場成員偽造虛假信息的意愿。

4）信息違規(guī)披露導(dǎo)致的不信任與區(qū)塊鏈技術(shù)透明可信契合：無論是中心機構(gòu)還是市場參與成員，都通過區(qū)塊鏈依法披露市場交易申報和發(fā)布信息，并且鏈上信息經(jīng)各節(jié)點一致確認(rèn)，且任何市場成員都可以查詢區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)，可保證區(qū)塊鏈上的信息透明可信。

5）交易規(guī)則不公導(dǎo)致的不信任與區(qū)塊鏈透明可信性契合：利用區(qū)塊鏈發(fā)布市場交易規(guī)則，須各市場成員達(dá)成共識才能上鏈發(fā)布，同時接受各市場成員的監(jiān)督，從而保證交易規(guī)則的公正性。

從上述契合點分析可知，單個互信不足問題可能與幾個區(qū)塊鏈特征相契合，采用多項區(qū)塊鏈技術(shù)或算法實現(xiàn)互信增強；同樣地，某個區(qū)塊鏈特征及其支撐技術(shù)也可應(yīng)用于解決不同的互信不足問題。需要說明的是，在利用區(qū)塊鏈技術(shù)實現(xiàn)交易申報與發(fā)布互信增強過程中，不應(yīng)機械式地遵循傳統(tǒng)區(qū)塊鏈的思維范式，也無需體現(xiàn)區(qū)塊鏈每一個特征。

3 基于混合區(qū)塊鏈的互信增強技術(shù)

在前文分析得出的交易申報與發(fā)布環(huán)節(jié)互信不足以及區(qū)塊鏈與互信增強技術(shù)契合點基礎(chǔ)上，本章提出基于混合區(qū)塊鏈的交易申報與發(fā)布互信增強技術(shù)方案。以下將從混合區(qū)塊鏈整體架構(gòu)、交易申報與發(fā)布信息存儲、市場成員數(shù)字簽名認(rèn)證、聯(lián)盟鏈和私有鏈共識機制、隱私信息保護等方面闡述相關(guān)的互信增強技術(shù)。

3.1 交易申報與發(fā)布的區(qū)塊鏈整體架構(gòu)

在現(xiàn)有電力市場交易體制下，參與電力市場交易各成員的真實身份是透明的，并且電力市場交易的相關(guān)信息只向市場成員發(fā)布，通常不向普通公眾提供信息。另外，就電力市場交易申報與發(fā)布環(huán)節(jié)的信息屬性而言，交易申報和發(fā)布的信息既有面向所有市場成員的公開信息，又有僅向特定市場成員提供的私有信息。可見，任何人都可參與的公有區(qū)塊鏈不適用于交易申報與發(fā)布環(huán)節(jié)的互信增強。而由多鏈復(fù)合而成的混合區(qū)塊鏈，不向所有人開放，卻能保證數(shù)據(jù)完整性、透明性和安全性［19］，適合當(dāng)前電力市場交易場景。因此，本文采用由聯(lián)盟鏈和私有鏈構(gòu)成的混合區(qū)塊鏈架構(gòu)來實現(xiàn)互信增強?；旌蠀^(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示，各市場主體利用對等通信形成聯(lián)盟區(qū)塊鏈，而每個市場參與成員與中心機構(gòu)單獨建立私有區(qū)塊鏈。需要說明的是，圖2中的中心機構(gòu)僅表示區(qū)塊鏈的節(jié)點名稱，電力市場交易申報與發(fā)布信息不是由中心機構(gòu)完全控制，而是由中心機構(gòu)和各市場參與成員通過區(qū)塊鏈智能合約、共識機制等記錄上鏈。

圖2 交易申報與發(fā)布的混合區(qū)塊鏈

由前述分析可知，電力市場交易申報與發(fā)布信息總體上可分為兩大類信息，即面向所有市場成員的公開信息和僅向特定市場成員提供的私有信息。在利用區(qū)塊鏈技術(shù)申報與發(fā)布信息時，將面向所有聯(lián)盟成員的公開信息保存在聯(lián)盟鏈，將僅向中心機構(gòu)提供的私有信息保存在私有鏈。另外，為便于市場成員監(jiān)督隱私數(shù)據(jù)的訪問情況，將私有鏈上各市場主體（特別是中心機構(gòu)）訪問隱私數(shù)據(jù)的記錄自動發(fā)布在聯(lián)盟鏈上。

3.2 交易申報與發(fā)布信息存儲數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

聯(lián)盟鏈和私有鏈的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)本質(zhì)上都是將數(shù)據(jù)區(qū)塊按照時間順序逐級連接而成的鏈?zhǔn)劫~本。數(shù)據(jù)區(qū)塊作為區(qū)塊鏈的基本單元，主要包含區(qū)塊頭和區(qū)塊體兩部分。其中，區(qū)塊頭主要包括父區(qū)塊的哈希值、時間戳、默克爾樹根等；區(qū)塊體主要是某一時段所有的交易申報與發(fā)布的信息，這些信息數(shù)據(jù)通過逐層哈希運算形成默克爾樹［20］。區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 交易申報與發(fā)布信息存儲數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

利用區(qū)塊鏈的默爾克樹存儲電力市場交易申報與發(fā)布信息，可準(zhǔn)確識別被篡改的信息以及追溯每一條信息，從而有效防止抵賴行為。

3.3 電力市場成員數(shù)字簽名認(rèn)證

在聯(lián)盟區(qū)塊鏈中，利用數(shù)字簽名技術(shù)來識別信息發(fā)布者的合法身份以及實現(xiàn)權(quán)限控制，數(shù)字簽名及驗證流程如圖4所示。數(shù)字簽名可采用非對稱加密算法［18］（每個區(qū)塊鏈節(jié)點持有的公/私鑰對）實現(xiàn)。各市場參與成員向中心機構(gòu)提交數(shù)字簽名認(rèn)證申請，獲得用于數(shù)字簽名的公/私鑰。在申報與發(fā)布信息時，須先用自己的私鑰對信息內(nèi)容進(jìn)行數(shù)字簽名，再通過P2P 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行廣播。其它節(jié)點在收到廣播信息后，利用公鑰對數(shù)字簽名校驗，驗證通過后才能進(jìn)行后續(xù)的信息處理。

圖4 交易申報與發(fā)布信息數(shù)字簽名及驗證流程

利用區(qū)塊鏈數(shù)字簽名技術(shù)，一方面可以避免電力市場成員冒充他人身份或利用虛假身份發(fā)布干擾市場的虛假信息，另一方面也可以有效地防止市場主體不承認(rèn)申報或發(fā)布信息等抵賴行為。

3.4 交易申報與發(fā)布信息存儲共識機制

在我國現(xiàn)行的電力市場交易機制下，中心機構(gòu)扮演著交易主持方和監(jiān)管方的角色，中心機構(gòu)的權(quán)威性依然可為其信用背書。因此，中心機構(gòu)節(jié)點在記錄數(shù)據(jù)權(quán)限方面具有明顯優(yōu)勢。如果采用去中心化的區(qū)塊鏈（特別是“幣圈”區(qū)塊鏈）共識算法進(jìn)行記賬，不僅記賬開銷極大，而且效率極低。因此，本文將結(jié)合目前我國電力市場交易的現(xiàn)行體制，分別制定聯(lián)盟鏈和私有鏈的共識機制。

3.4.1 聯(lián)盟鏈共識機制

市場參與成員通過聯(lián)盟鏈向中心機構(gòu)申報的公開數(shù)據(jù)，或中心機構(gòu)通過聯(lián)盟鏈向各市場成員發(fā)布的公開數(shù)據(jù)，均由中心機構(gòu)節(jié)點在規(guī)定的時間內(nèi)創(chuàng)建數(shù)據(jù)區(qū)塊，例如，每隔1 h 創(chuàng)建1 個數(shù)據(jù)區(qū)塊，各市場參與成員節(jié)點在收到新建數(shù)據(jù)區(qū)塊后，對照自己的記錄內(nèi)容對新建區(qū)塊核驗，并將核驗消息發(fā)給中心機構(gòu)節(jié)點，中心機構(gòu)節(jié)點獲得超過1/2（或其它比例）以上成員確認(rèn)通過，則將新建區(qū)塊寫入聯(lián)盟鏈中。否則，中心機構(gòu)將重新校對交易申報與發(fā)布信息內(nèi)容，經(jīng)各市場成員協(xié)商一致后重新創(chuàng)建新的區(qū)塊。電力市場交易申報與發(fā)布聯(lián)盟鏈的共識機制和創(chuàng)建區(qū)塊流程如圖5所示。

圖5 交易申報與發(fā)布的公開信息共識機制及創(chuàng)建聯(lián)盟鏈區(qū)塊流程

圖5所示的聯(lián)盟鏈共識過程，雖然通過中心機構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)一創(chuàng)建區(qū)塊，但它與傳統(tǒng)中心化信息存儲存在本質(zhì)區(qū)別，主要體現(xiàn)在：傳統(tǒng)電力市場交易申報與發(fā)布數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲在中心機構(gòu)，信息的透明性明顯不足；而基于聯(lián)盟鏈的交易申報與發(fā)布數(shù)據(jù)以分布式存儲形式同步于各個聯(lián)盟節(jié)點，并且達(dá)成了共識，這使得市場交易申報與發(fā)布信息更加公開透明，有助于防止違規(guī)披露信息；各市場成員節(jié)點對于任何交易申報與發(fā)布的公開信息均可進(jìn)行監(jiān)督，使得電力市場交易更加公平、公正、公開。

3.4.2 私有鏈共識機制

私有鏈主要用于存儲電力市場參與成員與中心機構(gòu)之間的隱私數(shù)據(jù)，例如：發(fā)電商、售電商、電力用戶等申報的報價數(shù)據(jù)、公司運行財報數(shù)據(jù)、設(shè)備性能參數(shù)，以及中心機構(gòu)向各市場參與人員發(fā)布的私有數(shù)據(jù)，例如，電力市場交易最終成交電量和價格、保密文件等。為保證私有數(shù)據(jù)的安全，每條私有鏈只包含兩個節(jié)點（某一市場參與成員節(jié)點和中心機構(gòu)節(jié)點）。在記錄私有鏈區(qū)塊方面，依然由中心機構(gòu)在規(guī)定時間內(nèi)創(chuàng)建新的數(shù)據(jù)區(qū)塊，發(fā)送給對應(yīng)的市場參與成員節(jié)點，經(jīng)市場參與成員核驗通過后，寫入相應(yīng)的私有區(qū)塊鏈。中心機構(gòu)與各電力市場成員之間的私有鏈以及創(chuàng)建新區(qū)塊共識過程如圖6所示。

圖6 私有鏈及創(chuàng)建區(qū)塊共識過程

圖6所示的各私有鏈之間互不交換信息，以保證各個電力市場成員的隱私安全。雖然每條私有鏈上只有兩個成員，但依然具有區(qū)塊鏈防篡改、可溯源的特征，可防止市場參與者或中心機構(gòu)的抵賴行為。可是，由于私有鏈成員有權(quán)讀取鏈上的隱私數(shù)據(jù)，這些隱私數(shù)據(jù)存在被泄露或濫用的風(fēng)險。例如，中心機構(gòu)在讀取極為敏感的報價數(shù)據(jù)后，泄露給其它電力市場交易競爭者，從而破壞電力市場交易的公平性。因此，還需采取其它措施來防堵隱私數(shù)據(jù)泄漏。

3.5 交易申報與發(fā)布隱私信息互信增強方案

針對私有鏈隱私數(shù)據(jù)泄露問題，本文提出的解決思路是，讓私有鏈上的隱私信息讀取記錄留痕，并將讀取記錄通過聯(lián)盟鏈向各市場成員公布。換而言之，隱私信息內(nèi)容不公開，隱私信息讀取記錄向各市場成員發(fā)布，以此來約束私有信息讀取者（尤其是中心機構(gòu)）的泄密行為。交易申報與發(fā)布隱私信息互信增強方案是：首先，利用私有鏈各個節(jié)點的隱私信息數(shù)據(jù)庫訪問日志，記錄訪問者數(shù)字ID、訪問數(shù)據(jù)時間、訪問數(shù)據(jù)目的、被訪問數(shù)據(jù)的摘要等內(nèi)容；然后，利用腳本程序自動將每次訪問隱私數(shù)據(jù)庫的訪問日志發(fā)布并存儲在聯(lián)盟鏈上。交易申報與發(fā)布中隱私信息互信增強的技術(shù)方案如圖7所示。

圖7 隱私信息互信增強技術(shù)

利用圖7所示的隱私信息互信增強方案，將中心機構(gòu)讀取隱私數(shù)據(jù)的記錄公布在聯(lián)盟區(qū)塊鏈，既有利于市場成員知悉自己的隱私信息被使用的情況，也有助于聯(lián)盟鏈上各市場成員監(jiān)督中心機構(gòu)行為，通過增加隱私信息泄露者或濫用者的風(fēng)險成本來達(dá)到保護隱私信息之目的。

4 結(jié)語

本文圍繞電力市場交易申報與發(fā)布環(huán)節(jié)互信不足問題，提出了基于混合區(qū)塊鏈的互信增強技術(shù)方案。特別是，針對交易申報與發(fā)布的隱私信息安全互信不足問題，提出了將私有鏈隱私數(shù)據(jù)的訪問記錄公布在聯(lián)盟鏈，利用區(qū)塊鏈的可溯源、防篡改特點來保證隱私信息訪問全程留下痕跡，從而達(dá)到隱私信息互信增強之目的。需要指出的是，本文所提方案的互信增強效果如何須通過具體應(yīng)用案例進(jìn)行評估，后續(xù)將開展實際案例應(yīng)用驗證的相關(guān)研究。

區(qū)塊鏈技術(shù)方興未艾，其應(yīng)用于電力市場交易領(lǐng)域仍存在諸多問題有待探索研究。區(qū)塊鏈既有其突出的技術(shù)優(yōu)勢，同時也存自身的一些技術(shù)局限。在落實到電力市場交易的相關(guān)應(yīng)用時，不應(yīng)機械式地遵照區(qū)塊鏈思路，特別是“幣圈”的思路和做法，而應(yīng)靈活利用區(qū)塊鏈的技術(shù)方法來解決電力市場交易中的實際問題。