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基于区块链技术的智能合约及电费结算机制研究

发表时间：2020/8/5 来源：《基层建设》2020年第10期作者：康清平

[导读] 摘要：区块链作为比特币的底层技术，具有去中心化、去信任、开放共识、数据可溯源、数据不被篡改、交易透明准确率高等的特点，其主要应用场景有公有链、私有链和联盟链3种形式。

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        摘要：区块链作为比特币的底层技术，具有去中心化、去信任、开放共识、数据可溯源、数据不被篡改、交易透明准确率高等的特点，其主要应用场景有公有链、私有链和联盟链3种形式。基于区块链技术，可以综合其他新型分布式资源存储技术、数据保护技术、以及历史溯源技术等共同开发新的技术解决方案。鉴于此，本文对区块链技术的智能合约及电费结算机制进行分析，以供参考。
        关键词：区块链；电费结算；智能合约；交叉校核
        引言
        对传统大电网集中式结算方式交易流程长、响应不及时、合同难履约等缺点，提出了基于区块链技术构建电费结算智能合约，研究了电费结算智能合约的抽象、生成及分发方法以及自动执行方法，并提出了基于电量数据交叉校核方法的电费结算机制，以某供电公司应用场景为例进行了相关计算分析，计算结果验证了本文所提出的电费结算机制的有效性，为提高电网电费结算效率提供了新的解决方案。
        1区块链技术概述
        区块链技术具有分布式数据存储、点对点数据传输、数据加密存储、共识机制的特点，是一种互联网时代较为创新的应用模式。区块链技术的核心技术有:智能合约、共识机制、加密算法、隐私保护、网络协议、数据存储等。通俗地说，区块链技术即具备分布式记账功能，又具备数据处理功能，且数据存储具有可追溯性及不可篡改性，这些特点使区块链技术能够作为一项底层数据存储技术，解决各个行业在快速发展中遇到的一些难点问题，同时提高工作效率。
        2传统电费结算方式概述
        在传统的输配售一体化模式下，电价主要由政府制定，由电网公司向发电方结算购电费，并由电网公司向用电用户结算电费，其中政府与市场主体参与交叉补贴，并负责参与结算政府基金。传统的电费结算方式主要是由中心机构进行电费结算，电网公司作为中间方，发电方及用电用户的电费结算均通过电网公司结算。结算模式示意图如图1所示。

        3智能合约:一种信用机制的改造
        一方面，智能合约使用分布式账本，实现了权力分散，通过共识机制，保证决策的一致性。同时，交易数据在主链上可随时查询，可以实现信用数据透明化，提升金融信息披露的广度和深度。智能合约去中心化的决策方式以及可视化的操作流程体现了金融民主和金融公开，极大地增强了金融交易的安全性。另一方面，智能合约采用标准化的代码运行方案，由标准化组建合成，包括模块化的数据元素、预言机链接的外部数据等，加上底层基础设施提供的合同模板，智能合约整套运行机制可实现自动化，满足预先设定的条件，智能合约即自动激发并自我执行。这种标准化流程相当于嵌入了担保机制，“从时间上来看，合同生效即转移;从事实上看，相应债权具备了优先性。”
        4区块链技术在电力系统中的功能映射
        4.1物理属性：信息安全功能
        1）区块链技术可通过非对称加密与哈希运算保证数据传输过程的安全性，攻击者须付出极大的破解成本才可能对数据做出篡改并通过各节点的验证。2）共识机制则可使得攻击者侵入少数节点不能操纵全网信息，因为其赋予了各节点投票权利，数据须经大多数节点达成共识方可确认。因此攻击者必须同时攻击多数节点才能够操纵投票结果。
        4.2物理属性：监测分析功能
        1）区块链数据采用分布式分类账结构存储，可实现物理信息与过程的完整记录和留存。由于每个节点都存储所有的历史信息，部分存储设备中数据的损坏可被其他节点通过交叉比对弥补，也可抵御攻击者对历史数据的篡改。2）区块链的链式结构使得链上数据具备可追溯性，可用于设备来源的数据回溯。区块链上所有登记设备的铭牌信息、生产厂家及安装、联结情况均可永久保留，便于日后统计查找。
        4.3金融属性：交易平台功能
        1）交易规则写入区块链智能合约，使交易规则透明化，可实现自动出清，减少结算时间并降低人力成本。2）交易结算采用集体维护的共识机制，每个参与方皆可直接或间接地参与交易的确认过程，实现交易过程和交易结果的透明化与公开化。3）多源异构电价电量信息以及交易信息通过区块链技术中的点对点通信广播同步至各节点，可使各参与方获得实时信息并进行报价调整，实现社会效益最大。
        4.4基于电量数据交叉校核方法的电费结算机制
        电费结算只有合法的交易才能够被系统中各个节点认可并进行相关记录，以获得各个参与主体之间的认可。通过对各个节点进行电量异常情况的交叉检查及电费结算的交易记录，区块之间不同节点之间主要采用工作量证明机制、权益证明机制等共识机制进行证明。只有获得区块链中所有节点的共识，才能够获得各个参与主体之间的认同。电费结算的交易以区块链的形式进行存储，因此，电费结算及电量交易具备不被篡改、可被信任、均可溯源的特性。
        4.5电费结算智能合约的自动执行方法
        1)电量采集设备将定时发送电量情况，在区块链各个节点上的电费结算智能合约监听程序按照一定的频率获取电量采集设备发送的电量信号。(2)当电量的变化超过触发合约设定的变化阈值时，将触发电费结算智能合约，智能合约自动执行。(3)按照事先设定好的智能合约内容，随着智能合约的自动执行，电费交易信息将被更新并同步到区块链中的所有节点中。
        4.6依法深入推动监管理念变革
        从监管模式维度分析，传统金融市场治理采用集中式监管模式，而智能合约在金融领域的应用，点对点的信用自主交换优化了金融交易流程，相应地，金融监管模式也应做出调整，以此适应新型金融模式发展需求。为了给予金融智能宽松的运行环境，原则上，坚持市场主体自治，充分尊重金融市场中各类信用主体对智能合约交易模式的选择权，由其自行承担交易结果。但若金融市场出现行为偏差，引发市场失灵，并有可能导致系统性风险，则需要监管机构予以矫正。
        从监管对象及监管措施维度分析，应明确监管对象，进行分类监管。智能合约在金融领域应用过程中，主要涉及智能合约平台、平台服务商以及平台使用者三类市场主体。针对平台使用者，总体可以采用宽松的监管理念，但也应关注交易优势方是否利用其自身优势隐瞒经营信息进行欺诈。针对智能合约平台及其服务商(包括搜索引擎、软件开发、硬件产商等)，监管的重点在于明确其准入要求、尤其是其中技术标准。针对智能合约在金融领域应用可能引发的一系列新型技术风险，要求智能合约平台技术自治，预先提供可行的解决方案，并规定其应承担因使用不当所产生的损失赔偿责任。同时，出于分散风险的考量，监管机构可以联合保险机构，共同研发PI保险，强制要求智能合约平台购买。
        结束语
        2008年被Satoshi Nakamoto在《比特币（Bitcoin）白皮书》中正式提出以来，区块链技术因其具有的区块化、分权化、开放性等特征而在金融领域（数字货币、跨境支付等）得到了广泛应用。与此同时，物联网（IoT）、社会学、医学、交通运输、供应链管理、数据管理等各领域的研究者也都在不断探索区块链技术在本行业中的应用价值。
        参考文献
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