(19)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 202111582537.X (22)申请日 2021.12.2 2 (71)申请人 国网江苏省电力有限公司营销服 务 中心 地址 210019 江苏省南京市 建邺区奥体大 街9号 申请人 国网江苏省电力有限公司 (72)发明人 吴亦贝　杨世海　孔月萍　陈铭明　 苏慧玲　陆婋泉　黄艺璇　李波　 程含渺　方凯杰　 (74)专利代理 机构 北京智绘未来专利代理事务 所(普通合伙) 11689 专利代理师 梁庆丰　郭红燕 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01)G06Q 50/06(2012.01) G06Q 40/04(2012.01) G06F 16/27(2019.01) G06F 16/23(2019.01) G06F 21/60(2013.01) G06F 21/64(2013.01) (54)发明名称 一种基于虚拟电厂区块链的信息安全和数 据互操作方法 (57)摘要 一种基于虚拟电厂区块链的信息安全和数 据互操作方法， 包括： 步骤1， 以负荷聚合商， 电 网， 客户作为联盟链的共识节点； 步骤2， 构建虚 拟电厂区块链的数据层、 网络层、 共识层和合约 层； 步骤3， 在需求响应过程中， 基于虚拟电厂区 块链， 由所有共识节点对负荷集成商和客户签订 的代理电子合同、 电网为客户生成的需求响应凭 证进行多点备份， 实现信息安全保护和数据互操 作。 本发明提出的方法， 形成不可篡改的需求响 应凭证和确保需求响应补贴按合同分配， 充分利 用区块链的去中心化、 集体维护性、 智 能合约和 安全可信等诸多特性， 为虚拟电厂中的数据互操 作和信息安全问题提供了新的解决方案 。 权利要求书3页 说明书8页 附图2页 CN 114723212 A 2022.07.08 CN 114723212 A 1.一种基于虚拟电厂区块链的信息安全和数据互操作方法， 其中， 虚拟电厂以负荷聚 合商为中心， 虚拟电厂区块链利用联盟链构建而成， 联盟链框架基于开源区块链项目而设 计， 其特征在于， 所述方法包括： 步骤1， 以负荷聚合商， 电网， 客户作为联盟链的共识 节点； 步骤2， 构建虚拟电厂区块链的数据层、 网络层、 共识层和合约层； 步骤3， 在需求响应过程中， 基于虚拟电厂区块链， 由所有共识节点对负荷集成商和客 户签订的代理电子合同、 电网为客户生成的需求响应凭证进行多点备份， 实现信息安全保 护和数据互操作。 2.根据权利要求1所述的基于虚拟电厂区块链的信息安全和数据互操作方法， 其特征 在于， 步骤2中， 采用虚拟电厂区块链的数据层定义数据内容的结构， 其中， 数据内容包括： 代 理电子合同存证的数据结构与参数， 需求响应报单存证的数据结构与参数， 需求响应凭证 的数据结构与参数； 数据层的构建过程包括： 步骤2.1.1， 建立数据内容的链式结构； 链式结构中数据内容以链式数据区块的形式存 储； 步骤2.1.2， 建立数据内容的默尔克树结构； 默克尔树的最底层为存储数据的叶子节 点， 每上一层的父节点中存 储了两个叶子节点的哈希值。 3.根据权利要求2所述的基于虚拟电厂区块链的信息安全和数据互操作方法， 其特征 在于， 步骤2.1.1包括： 步骤2.1.1.1， 在当前数据区块的生成时刻， 由当前数据区块记录设定时间段内的全部 数据内容； 其中， 设定时间段根据代理电子合同的操作时长来确定； 步骤2.1.1.2， 在完成数据内容记录的当前数据区块头中， 存储前一数据区块头的哈希 值； 步骤2.1.1.3， 当前数据区块与前一数据区块， 通过前一数据区块头的哈希值实现连 接， 构成链式数据区块。 4.根据权利要求2所述的基于虚拟电厂区块链的信息安全和数据互操作方法， 其特征 在于， 步骤2中， 采用虚拟电厂区块链 的网络层， 以创世区块配置相同、 相互处于数据可达状 态和网络ID标识相同为指标， 定义联盟链中共识 节点的通信方式。 5.根据权利要求4所述的基于虚拟电厂区块链的信息安全和数据互操作方法， 其特征 在于， 网络层的构建过程包括： 步骤2.2.1， 创世 配置文件预设； 创世配置文件预设包括： 网络ID标识、 签名算法使用标识、 eip155签名算法使用标识、 eip158签名算法使用标识、 账户地址、 创世块的时间戳、 上一个区块的哈希 值和单笔 交易的 gas消耗量限制；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114723212 A 2步骤2.2.2， 在同时满足下列条件时， 进行 联盟节点终端互联： 1)创世区块配置相同； 2)相互 处于数据可达状态； 3)网络ID标识相同为指标； 联盟节点终端互联时， 同步数据区块， 直至所有节点的数据区块的高度均相同。 6.根据权利要求4所述的基于虚拟电厂区块链的信息安全和数据互操作方法， 其特征 在于， 步骤2中， 在虚拟电厂区块链的共识层内规定所采用的共识算法， 该 过程包括： 步骤2.3.1， 共识算法的选取与预设； 步骤2.3.2， 共识 节点动态增减机制的设计与预设。 7.根据权利要求6所述的基于虚拟电厂区块链的信息安全和数据互操作方法， 其特征 在于， 步骤2.3.1中， 所选取的共识算法， 在保证在无绝对领导节点的情况下， 去中心网络内 所有节点数据记录同步 一致； 共识算法包括： 权威证明算法和委托权益证明算法。 8.根据权利要求7所述的基于虚拟电厂区块链的信息安全和数据互操作方法， 其特征 在于， 步骤2.3.2中， 以权威证明算法为基础的投票机制， 作为共识 节点动态增减机制， 包括： 步骤2.3.2.1， 由系统创建者逐个筛选出可信共识节点， 作为领导节点； 并在创世区块 中预设节点， 使其成为初始 授权节点； 步骤2.3.2.2， 全部节点按照节点高度依次下降的顺序轮流对生成的数据 区块进行签 名并广播； 在每一个节点层高度中， 都有一个节 点处于轮值状态， 且其他节点处于非轮值状 态； 其中轮值状态下 的节点签名的数据区块会立刻广播， 而非轮值状态下 的各节点签名的 数据区块则会延时广播； 步骤2.3.2.3， 当添加新的节点时， 新的节点通过API接口发起加入提案， 并将加入提案 广播给其他节点； 所有已授权的节点对新的节点进行 “加入”投票， 若赞成票超过节总数 的 50％， 则表示 新的节成功加入， 反 之， 则表示 新的节点未成功加入； 步骤2.3.2.4， 当删除恶意节点时， 恶意节点通过API接口发起删除提案， 并将删除提案 广播给其他节点； 所有已授权的节点对恶意节点进行 “删除”投票， 若赞成票超过节点总数 的50％， 则表示恶意节点成功删除， 反 之， 则表示恶意节点未被成功删除； 步骤2.3.2.5， 在添加或删除节点后， 更新当前节点层高度中已授权的全部节点的地 址。 9.根据权利要求6所述的基于虚拟电厂区块链的信息安全和数据互操作方法， 其特征 在于， 步骤2中， 在虚拟电厂区块链的合约层内， 以智能合约的形式实现各项应用功能； 其中， 智能合约是一段在计算机系统上当特殊限定条件被满足时被自动执 行的脚本 。 10.根据权利要求9所述的基于虚拟电厂区块链的信息安全和数据互操作方法， 其特征 在于， 特殊限定条件包括： 上传需求响应凭证， 查询需求响应凭证， 上传需求响应代理电子合 同， 查询需求响应代理电子合同， 计算客户实际削减负荷量， 按 预设规则分配各客户的负荷 削减量， 按需求响应代理电子合同内容分配补贴金额。 11.根据权利要求1至10中任一项所述的基于虚拟电厂区块链的信息安全和数据互操权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114723212 A 3