基于区块链生态系统的充电桩共享经济模式
发布时间：2019-11-09 11:58
【摘要】：充电桩共享是解决充电难的创新服务模式。分析了中心化共享平台在信用体系、信息安全、收益分配以及数据共享等方面的弊端,指出具有分布式点对点、去中心化、共识信任机制和信息不可篡改等特点的区块链技术是实现共享系统的理想选择。由于单项技术难以满足复杂应用系统的多样化需求,所以需要多项技术相互作用,互为补充。提出基于区块链、闪电网络和智能合约技术,形成区块链生态系统,构建安全、高效和自动化的共享平台。结合电动汽车充电场景,说明基于闪电网络的支付网络的建立和基于哈希密钥逐级验证的智能合约的实现过程。最后,展望了该方案在售电管理、需求响应管理及新能源消纳等方面构建能源区块链的应用可能性。
【图文】：
互联网中的应用区块链技术在能源电力建设2017年9月4http://www．cepc．com．cn图1闪电网络处理过程Fig.1Processingoflightningnetwork3.1.2闪电网络实现方法闪电网络的基础是建立交易双方之间的双向支付通道，即交易双方在比特币区块链上共同申请建立一个多重签名地址(账号)，只有双方都签名确认后才能转移地址中的资金。闪电网络的实现过程分为支付通道的创建、更新和关闭3个阶段。支付通道创建，分直接支付通道和间接支付网络2种方式。直接支付通道中，交易双方共同在区块链上创建一个多重签名地址，存入交易准备金。交易双方保存各自的密钥。间接支付网络中，借助中间人(中间人可以是多个)，通过多个节点之间的串联，形成一个支付通道网络，实现陌生的交易双方支付通道的快速建立。支付通道的建立是闪电网络技术的基矗支付通道更新是指根据交易行为对多重签名地址中的资金余额进行修改和记录的过程。支付通道关闭是指双方交易关系结束，进行资金的结算转移。3.1.3闪电网络的安全策略任何一方，可以随时将最新的资金余额记录发布到比特币区块链上，按照余额的分配方案，将资金划转到双方各自的私人账号。为了防止任何一方发布过期的或篡改的余额分配方案，损害对方利益，闪电网络规定:(1)提出关闭通道的一方需要等待生成1000个数据块时长，才能拿到自己的分配金额;(2)交易双方在每次更新支付通道余额时，都自动把上一轮交易中各自的密码发送给对方。这样，潜在受害一方就有充足时间发现对方的恶意行为，同时，可以通过密码证明对方的恶意，并且可以按照有利于自身利益的方式转移资金。3.2智能合约智能合约(smartcontract)是由多产的跨领域学者NICKS于1995年提出的。他认为智能合约是一套以数字形式定义的承
第38卷第9期齐林海，等:基于区块链生态系统的充电桩共享经济模式互联网中的应用区块链技术在能源http://www．cepc．com．cn5图2基于区块链生态系统的充电桩共享模式Fig.2Chargingpileforsharingbasedonblockchainecosystem5充电桩共享方案及其关键技术5.1方案设计闪电网络交易管理系统与比特币区块链是2个相对独立的系统。比特币区块链利用闪电网络交易管理系统解决应用扩展性问题。闪电网络系统将区块链作为交易双方信赖的第三方担保，确保资金和支付操作的安全，，并将大量频繁的交易过程管理和数据存储引入到闪电网络系统中，保证区块链的处理能力和存储效率。本方案将智能合约映射到基于云平台的互联网环境下的智能充电桩上，实现智能合约驱动的价值转移。基于闪电网络的充电桩点对点共享逻辑结构如图3所示。5.1.1比特币区块链系统本方案涉及的电动车、充电桩、供电公司、中间人等均可以注册到开放的比特币区块链系统中。其中，电动车主、充电桩主以及中间人可以实现安全可信的资金存储和交易转账;供电公司作为区块链节点可以利用分布式存储特征，通过完整的区块链副本，对充电桩相关数据进行检索、分析、挖掘，实现充电负荷的有序引导与控制。5.1.2闪电网络交易管理系统闪电网络交易管理系统采用主流的基于云平台的互联网环境架构。电动车主及其电动车、充电桩主及其充电桩以及参与充电桩共享交易的中间人均以真实身份注册到系统中。电动车主、充电桩主及中间人之间形成智能合约，除约定合约交易条款外，应标明各自在区块链系统的匿名地址(账号)，以避免由于区块链系统采用匿名方式而造成的合约有效性纠纷问题。图3基于闪电网络的充电桩点对点共享逻辑结构Fig.3Point-to-pointsharinglogicdiagramofcharging
本文编号：2558430
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互联网中的应用区块链技术在能源电力建设2017年9月4http://www．cepc．com．cn图1闪电网络处理过程Fig.1Processingoflightningnetwork3.1.2闪电网络实现方法闪电网络的基础是建立交易双方之间的双向支付通道，即交易双方在比特币区块链上共同申请建立一个多重签名地址(账号)，只有双方都签名确认后才能转移地址中的资金。闪电网络的实现过程分为支付通道的创建、更新和关闭3个阶段。支付通道创建，分直接支付通道和间接支付网络2种方式。直接支付通道中，交易双方共同在区块链上创建一个多重签名地址，存入交易准备金。交易双方保存各自的密钥。间接支付网络中，借助中间人(中间人可以是多个)，通过多个节点之间的串联，形成一个支付通道网络，实现陌生的交易双方支付通道的快速建立。支付通道的建立是闪电网络技术的基矗支付通道更新是指根据交易行为对多重签名地址中的资金余额进行修改和记录的过程。支付通道关闭是指双方交易关系结束，进行资金的结算转移。3.1.3闪电网络的安全策略任何一方，可以随时将最新的资金余额记录发布到比特币区块链上，按照余额的分配方案，将资金划转到双方各自的私人账号。为了防止任何一方发布过期的或篡改的余额分配方案，损害对方利益，闪电网络规定:(1)提出关闭通道的一方需要等待生成1000个数据块时长，才能拿到自己的分配金额;(2)交易双方在每次更新支付通道余额时，都自动把上一轮交易中各自的密码发送给对方。这样，潜在受害一方就有充足时间发现对方的恶意行为，同时，可以通过密码证明对方的恶意，并且可以按照有利于自身利益的方式转移资金。3.2智能合约智能合约(smartcontract)是由多产的跨领域学者NICKS于1995年提出的。他认为智能合约是一套以数字形式定义的承
第38卷第9期齐林海，等:基于区块链生态系统的充电桩共享经济模式互联网中的应用区块链技术在能源http://www．cepc．com．cn5图2基于区块链生态系统的充电桩共享模式Fig.2Chargingpileforsharingbasedonblockchainecosystem5充电桩共享方案及其关键技术5.1方案设计闪电网络交易管理系统与比特币区块链是2个相对独立的系统。比特币区块链利用闪电网络交易管理系统解决应用扩展性问题。闪电网络系统将区块链作为交易双方信赖的第三方担保，确保资金和支付操作的安全，，并将大量频繁的交易过程管理和数据存储引入到闪电网络系统中，保证区块链的处理能力和存储效率。本方案将智能合约映射到基于云平台的互联网环境下的智能充电桩上，实现智能合约驱动的价值转移。基于闪电网络的充电桩点对点共享逻辑结构如图3所示。5.1.1比特币区块链系统本方案涉及的电动车、充电桩、供电公司、中间人等均可以注册到开放的比特币区块链系统中。其中，电动车主、充电桩主以及中间人可以实现安全可信的资金存储和交易转账;供电公司作为区块链节点可以利用分布式存储特征，通过完整的区块链副本，对充电桩相关数据进行检索、分析、挖掘，实现充电负荷的有序引导与控制。5.1.2闪电网络交易管理系统闪电网络交易管理系统采用主流的基于云平台的互联网环境架构。电动车主及其电动车、充电桩主及其充电桩以及参与充电桩共享交易的中间人均以真实身份注册到系统中。电动车主、充电桩主及中间人之间形成智能合约，除约定合约交易条款外，应标明各自在区块链系统的匿名地址(账号)，以避免由于区块链系统采用匿名方式而造成的合约有效性纠纷问题。图3基于闪电网络的充电桩点对点共享逻辑结构Fig.3Point-to-pointsharinglogicdiagramofcharging
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