基于云平台与区块链的电力缴费管理系统、方法、设备及介质（CN202210434360.7）

技术领域

本发明属于电力系统技术领域，具体涉及基于云平台与区块链的电力缴费管理系统、方法、设备及介质。

背景技术

传统的收费系统设计方案是客户端接收到缴费通知，然后发起缴费请求，服务器端接收缴费信息，将缴费信息集中存储。客户端和服务器端在通信过程中存在安全问题。在缴费终端接入电力公司内网的过程中，以及在接入后数据的传输过程中，数据传输链路都面临着被攻击干扰、破坏、截获数据、篡改数据等威胁。电力公司的缴费服务和账单数据通常都部署在中心化存储的服务器中，当遇到用户高并发进行缴费操作时电力缴费系统就会出现业务处理高峰，增加了缴费系统宕机和出错几率。一旦中心服务端出现故障，整个电力缴费系统无法正常恢复，存在单点故障的风险，且中心化的服务也容易遭受到黑客的攻击，最终造成经济损失。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出一种基于云平台与区块链的电力缴费管理系统、方法、设备及介质，该系统可以确保交易数据可靠性，并且在一定程度上减小中心服务器的开销，又可以对交易数据去中心化、分布式存储。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

基于云平台与区块链的电力缴费管理方法，包括以下步骤：

构建电力缴费管理系统，系统包括服务端和客户端；

用户使用前需要注册电力缴费管理系统的用户账号；

用户在客户端发起缴费请求，电力缴费管理系统识别用户账号，并将缴费请求信息存储在云端区块链中；缴费请求信息中包括数字摘要；

当云端区块链的管理节点认证完用户发起的缴费请求信息后，响应该缴费请求，调用发布于区块链的智能合约中声明的缴费逻辑，查询该缴费请求信息的数字摘要对应的账单，根据智能合约预设的账单抵扣规则，对该缴费请求信息扣除缴费金额并生成新的用户历史累计账单；

服务端通过区块链的管理节点将用户信息、缴费请求信息对应的关系通过通道存储在云端区块链节点，完成电力缴费数据交互，将缴费信息、账单对应的关系存储在云端区块链的成员节点。

进一步的，用户查询账单的时候，首先向客户端发起请求，查询请求包含数字摘要；

服务端的节点接收到查询请求之后，验证查询请求的数字摘要，并调用发布于区块链上的智能合约中账单查询逻辑，查询携带该数字摘要对应的账单，返回该查询账户要查询的信息。

进一步的，构建电力缴费管理系统具体为：

在服务端设置若干云节点，所有云节点运行在云计算平台上；

在云节点上部署区块链，包括资源准备、开发智能合约、发布智能合约以及开发业务层区块链应用。

进一步的，电力缴费管理系统将用户账号存储在云端的区块链中，用户节点为联盟链的成员节点，该节点负责发起电力缴费请求，存储该用户的电量使用信息和缴费账单。

进一步的，云端区块链的成员节点还存储缴费信息与用户账号的对应关系。

进一步的，电力公司注册为电力缴费管理系统区块链中的管理节点，管理节点为联盟链的管理节点；管理节点是区块链的验证节点，负责验证成员节点上交易数据的有效性，对区块链的成员节点的身份信息进行管理、审核和认证，同时调用智能合约执行电力缴费的业务逻辑。

进一步的，当用户发起的缴费请求时，管理节点还建立与成员节点之间进行数据交互的通道；

通道是存在于联盟链网络中的，由管理节点划分和管理的私有原子广播信道，一条通道对应一条子区块链，只有同一通道内的节点才能够共享账本数据而不被通道外的节点接收，不同通道之间不能进行通信。

本发明还包括基于提供的所述方法的电力缴费管理系统，包括服务端和客户端；

服务端上设置若干云节点，所有云节点运行在云计算平台上，云节点上部署区块链；服务端包括账号模块、认证模块以及查询模块；

注册模块，用于电力公司与用户的系统账号注册，信息存储与管理；

认证模块，用于在用户发出缴费或查询请求时，验证用户的账号以及请求的数字摘要；

查询模块，用于响应该缴费请求，调用发布于区块链的智能合约中声明的缴费逻辑，查询该缴费信息的数字摘要对应的账单；

客户端包括注册模块以及查询和缴费模块；

注册模块，用于在电力缴费管理系统中注册账号；

查询和缴费模块，用于向服务端提出查询请求以及实现缴费。

本发明还包括一种计算机设备，包括存储器以及处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如提供的所述电力缴费管理方法。

本发明还包括一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，当计算机程序被处理器执行时，实现如提供的所述电力缴费管理方法。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本发明将缴费数据存储在云端区块链节点中，保证了缴费数据的不易篡改性，提高了缴费数据的可信度；服务端所有节点都部署在云计算平台上，实现缴费节点的动态快速迁移，保证缴费流程的连续性。而且当服务端链接的客户端数量越多，基于区块链分布式存储以及去中心化等特性，所有客户的缴费数据都会存储在所有区块链云节点中，即使有一个云端区块链节点发生故障，通过云计算平台的动态扩展能力，在云平台的其他服务区域重新部署新的云节点提供服务，保证系统的稳定运行。

2、本发明方法可以确保交易数据可靠性，并且在一定程度上减小中心服务器的开销，又可以对交易数据去中心化、分布式存储。

3、本发明将电力交易数据分布式存储在云端区块链节点中，并形成可追溯、防篡改的电力缴费管理系统，其中存储的信息做到透明、精确化、已验证，加速工作流程，降低人为错误。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

本发明，基于云平台与区块链的电力缴费管理方法，包括以下步骤：

S1、构建电力缴费管理系统；系统包括服务端和客户端；如图1所示，具体为：

在服务端设置若干云节点，所有云节点运行在云计算平台上；

在云节点上部署区块链，包括：

资源准备，资源为云平台上的云节点；

开发智能合约，控制区块链网络中的不同实体或相关方相互交易的业务逻辑。区块链节点可以调用智能合约来更改和获取账本，即区块数据或世界状态。

发布智能合约，编写完成之后把链码部署到云计算平台的集群环境中。

开发业务层区块链应用。

电力缴费管理系统会将用户账号存储在云端的区块链中，用户节点为联盟链的成员节点，该节点负责发起电力缴费请求，存储该户的电量使用信息和缴费账单；

电力公司注册为电力缴费管理系统区块链中的管理节点，管理节点为联盟链的管理节点；管理节点是区块链的验证节点，负责验证成员节点上交易数据的有效性，对区块链的成员节点的身份信息进行管理、审核和认证，同时调用智能合约执行电力缴费的业务逻辑。

S2、用户使用前注册电力缴费管理系统的用户账号；

S3、用户在客户端发起缴费请求，电力缴费管理系统识别用户账号，并将其发送的缴费信息存储在云端区块链中；云端区块链的成员节点还存储缴费信息与用户账号的对应关系。例如将缴费信息的数字摘要为针对用户账号信息进行hash计算得到的hash值，如此，用户账号存证的hash值与缴费信息存证形成链表。

S4、当云端区块链的管理节点认证完用户发起的缴费信息后，会响应该缴费请求，调用发布于区块链的智能合约中声明的缴费逻辑，查询该缴费信息的数字摘要对应的账单，根据智能合约预设的账单抵扣规则，对该缴费信息扣除缴费金额并生成新的用户历史累计账单；同时，管理节点还建立与成员节点之间进行数据交互的通道；

通道是存在于联盟链网络中的，由管理节点划分和管理的私有原子广播信道，一条通道对应一条子区块链，只有同一通道内的节点才能够共享账本数据而不被通道外的节点接收，不同通道之间不能进行通信，从而增强了通道内部账本数据的隐私性和隔离性。

S5、服务端通过区块链的管理节点将用户信息、缴费信息对应的关系通过通道存储在云端区块链节点，完成电力缴费数据交互，将缴费信息、账单对应的关系存储在云端区块链的成员节点。

如此，在此系统中的每一笔交易既关联用户账户的数字摘要，也关联的缴费信息的数字摘要，整个账单生成以及后续缴费过程都有迹可循，任一环节出现问题都可以追查到，同时保证了用户端和服务器端之间数据传输的私密性，避免了传统方法中的数据传输链路面临的被攻击干扰、破坏、截获数据、篡改数据等威胁。

在本实施例中，用户查询账单的时候，首先向客户端发起请求，查询请求包含数字摘要；

服务端节点接收到查询请求之后，验证查询请求的数字摘要，并调用发布于区块链上的智能合约中账单查询逻辑，查询携带该数字摘要对应的账单，返回该查询账户要查询的信息。

在另一个实施例中，提供了基于上述实施例方法的电力缴费管理系统，如图1所示，包括服务端和客户端；

服务端上设置若干云节点，所有云节点运行在云计算平台上，云节点上部署区块链；服务端包括账号模块、认证模块以及查询模块；

注册模块，用于电力公司与用户的系统账号注册，信息存储与管理；

认证模块，用于在用户发出缴费或查询请求时，验证用户的账号以及请求的数字摘要；

查询模块，用于响应该缴费请求，调用发布于区块链的智能合约中声明的缴费逻辑，查询该缴费信息的数字摘要对应的账单；

客户端包括注册模块以及查询和缴费模块；

注册模块，用于在电力缴费管理系统中注册账号；

查询和缴费模块，用于向服务端提出查询请求以及实现缴费。

在另一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器以及处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上述实施例的方法。

在另一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，当计算机程序被处理器执行时，实现上述实施例的方法。还需要说明的是，在本说明书中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。