CN108831002A

CN108831002A - 一种基于区块链的福利彩票公平开奖方法

Info

Publication number: CN108831002A
Application number: CN201810735389.2A
Authority: CN
Inventors: 许春香; 李闯; 刘大为; 温昕晟; 白兰华
Original assignee: University of Electronic Science and Technology of China
Current assignee: University of Electronic Science and Technology of China
Priority date: 2018-07-06
Filing date: 2018-07-06
Publication date: 2018-11-16
Anticipated expiration: 2038-07-06
Also published as: CN108831002B

Abstract

本发明公开了一种基于区块链的福利彩票公平开奖方法，属于区块链技术领域。本发明所述方法主要包括以下步骤：准备工作：规定开奖、停售时间；彩票发起者部署彩票的智能合约，智能合约包括投注模块和开奖模块；投注模块利用投注者的投注信息和最新确定的多个区块的哈希值计算得到开奖的挑战值；开奖模块利用开奖的挑战值进行六次哈希计算得到六个红色球号码，进行一次哈希计算得到蓝色球号码。本发明所述方法利用以太坊的智能合约技术，彩票在区块链上的投注、开奖等功能，并保存所有操作信息，保证所有开奖信息的公开透明、不可篡改、不可伪造，使开奖结果可以被所有参与者进行验证。

Description

一种基于区块链的福利彩票公平开奖方法

技术领域

本发明属于区块链技术领域，具体涉及一种基于区块链的福利彩票公平开奖方法。

背景技术

彩票，也称奖券，通过抽签给奖方式进行筹款。按彩民参与方式分类，彩票主要分为摇奖彩票、摸奖彩票、竞猜彩票和投注彩票。其中摸奖彩票是一种即时彩票，即摸即开，奖品内容已经实现打印在彩票里，不需要进行公开开奖；竞猜彩票和投注彩票是通过特定对象进行预测，以预测对象产生的结果为准，同样不需要进行开奖。目前，由于彩票开奖过程是由彩票发行方进行管理维护，是由公证人员监督下通过摇奖器确定开奖号码，开奖结果由彩票发行方公布。但是有可能存在公证人员与彩票发行方合谋欺骗投注者的情况发生。

区块链由一组基于点到点网络的节点组成，各节点通过执行共识机制，维护数据的一致性。区块链利用区块的哈希值将数据区块连接起来形成块链式结构，使区块中的数据具有不可篡改、保序、可追溯等特性。区块链通过分布式节点共识算法来生成、更新和存储数据，可以达到去中心化的功能。区块链通过数字签名的方式声明和转让数字资产保证了数据传输和访问的安全。

以太坊作为区块链2.0的典型代表，首次实现了区块链***的图灵完备，可以在区块链上传和执行应用程序，并且程序的有效执行能得到保证，在此基础上首次实现了智能合约的功能。2013年以太坊将智能合约以数字形式写入区块链，通过计算机网络执行智能合约的代码。由于区块链具有分布式、公开、不可篡改等特性，使得智能合约的内容和智能合约的执行结果对于发起智能合约的各方都是可见并且相同的。基于区块链的智能合约不仅具有智能合约本身所具备的成本效率等优势，还可避免恶意行为对其正常执行的干扰，保障其在存储、读取、执行等过程中公开透明、可追溯、不可篡改等。本申请利用以太坊的智能合约技术，彩票在区块链上的投注、开奖等功能，并保存所有操作信息，保证所有开奖信息的公开透明、不可篡改、不可伪造，使开奖结果可以被所有参与者进行验证。

由于区块填充部分的内容是不可预测的，以太坊中下一个区块的哈希值也是不可预测的。以太坊中的数据是公开透明的，任何人都可以接入以太坊网络中查询以太坊区块链的内容。不仅如此，目前为止以太坊算力为262082.88GH/s，即每秒计算2.6×10¹⁴次哈希。而中国计算速度最快的超级计算机的峰值计算速度是9.3×10¹⁶次逻辑计算，约为5.5×10¹²次哈希计算。由此可见，以太坊区块链有足够的算力保证数据的不可伪造性。

按彩民参与方式分类，彩票主要分为摇奖彩票、摸奖彩票、竞猜彩票和投注彩票。其中摸奖彩票是一种即时彩票，即摸即开，奖品内容已经实现打印在彩票里，不需要进行公开开奖；竞猜彩票和投注彩票是通过特定对象进行预测，以预测对象产生的结果为准，同样不需要进行开奖。目前，由于彩票开奖过程是由彩票发行方进行管理维护，是由公证人员监督下通过摇奖器确定开奖号码，开奖结果由彩票发行方公布。但是有可能存在公证人员与彩票发行方合谋欺骗投注者的情况发生。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于区块链的福利彩票公平开奖方法。

本发明所提出的技术问题是这样解决的：

一种基于区块链的福利彩票公平开奖方法，包括以下步骤：

步骤1.准备工作：规定开奖、停售时间；彩票发起者部署彩票的智能合约，智能合约包括投注模块和开奖模块；

步骤2.投注模块：在智能合约中设置初始变量OpenChal为0，在售卖彩票的过程中，当一个投注者投注后，智能合约利用投注者以太坊地址、投注金额和投注时间与设置的变量OpenChal作为输入更新变量OpenChal；在彩票出售的时间内，任何拥有以太坊地址的用户均能够以任意金额投注任意开奖号码；彩票停售后，所有用户均不能进行彩票投注；

步骤3.开奖模块：彩票开奖时，智能合约获取截止到开奖时间最新确认的12个区块的哈希值，利用这12个哈希值和OpenChal的值计算得到开奖的挑战值；

在开奖的挑战值后添加填充数据，进行六次哈希计算；其中，每进行一次哈希计算，填充数据加1；得到产生双色球号码的6个哈希值；将6个哈希值取模33的余数并加1；得到6个红色球号码；若6个红色球号码中存在两个相同的号码，则舍弃其中一个号码，改变填充数据，重新计算哈希值进行操作得到新的红色球号码，将新的红色球号码与其他红色球号码进行比较，若不同则保留，若相同则舍弃该号码，重复上述操作，直至找到6个互不相同的红色球号码为止；

将开奖的挑战值作为输入，并在该挑战值后添加填充数据，利用填充数据计算得到新的哈希值，该哈希值取模16的余数并加1，得到1个蓝色球号码。

本发明的有益效果是：

(1)本发明基于区块链技术，对投注者完全透明，任何一个人都可以根据区块哈希值计算出中奖结果；

(2)本发明基于区块链技术，去中心化，并且不需要任何开奖设备的投入；

(3)本发明的开奖结果基于未知区块进行运算，并有比特币的算力进行保证，任何参与彩票的环节都无法作弊，即使是彩票发行方也无法预知或设定开奖结果，彩票开奖过程完全公开，便于用户监督；

(4)本发明的开奖结果完全随机化，每个数字产生的概率相同，避免了物理设备不能完全相同的弊端。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行进一步的说明。

本实施例提供一种基于区块链的福利彩票公平开奖方法，包括以下步骤：

步骤1.准备工作：规定开奖、停售时间；目前，双色球的开奖时间是每周二、周四、周日的21点15分，双色球的停售时间是开奖日20点；基于以太坊智能合约的彩票需要开奖前至少六分钟停止售卖彩票，其开奖和停售时间可以与双色球的开奖、停售时间保持一致，也可以是满足条件的任意的开奖、停售时间，本实施例不做详细规定；

彩票发起者部署彩票的智能合约，彩票发起者可以是彩票中心机构，也可以是其他团体或机构；智能合约包括投注模块和开奖模块；

双色球摇奖规则：摇奖时先摇出6个红色球号码，再摇出1个蓝色球号码；红色球号码区由1-33共33个号码组成，蓝色球号码区由1-16共16个号码组成。本实施例所述开奖***按照该双色球摇奖规则要求提供开奖号码。

步骤2.投注模块：在智能合约中设置初始变量OpenChal为0，在售卖彩票的过程中，当一个投注者投注后，智能合约利用投注者以太坊地址BetAddr、投注金额BetAmount和投注时间BetTime与设置的变量OpenChal进行计算如下更新变量OpenChal：其中，||为连接符，为异或运算，H为哈希运算，H:{0,1}*→{0,1}²⁵⁶，表示将任意长度的二进制值映射为长度为256的二进制值。

在彩票出售的时间内，任何拥有以太坊地址的用户均能够以任意金额投注任意开奖号码；彩票停售后，所有用户均不能进行彩票投注；

步骤3.开奖模块：

步骤3-1.彩票开奖时，智能合约获取截止到开奖时间最新确认的12个区块的哈希值，利用这12个哈希值和OpenChal的值计算得到开奖的挑战值；

彩票开奖时，获取截止到开奖时间最新确认的12个区块的哈希值HBlock1，HBlock2，HBlock3，HBlock4，HBlock5，HBlock6，HBlock7，HBlock8，HBlock9，HBlock10，HBlock11，HBlock12。开奖的挑战值

步骤3-2.在开奖的挑战值后添加填充数据f，进行六次哈希计算；其中，填充数据的初始值f＝0，每进行一次哈希计算，填充数据f加1；得到产生双色球号码的6个哈希值；

六次哈希计算：s₁＝H(OpenChal||f)，f＝f+1，s₂＝H(OpenChal||f)，f＝f+1，s₃＝H(OpenChal||f)，f＝f+1，s₄＝H(OpenChal||f)，f＝f+1，s₅＝H(OpenChal||f)，f＝f+1，s₆＝H(OpenChal||f)，f＝f+1，得到256比特的哈希值s₁,s₂,s₃,s₄,s₅,s₆。

将6个二进制形式的哈希值s₁,s₂,s₃,s₄,s₅,s₆取模33的余数并加1；得到6个红色球号码：r₁＝(s₁mod33)+1，r₂＝(s₂mod33)+1，r₃＝(s₃mod33)+1，r₄＝(s₄mod33)+1，r₅＝(s₅mod33)+1，r₆＝(s₆mod33)+1，其中mod为取模运算。

步骤3-3.若6个红色球号码r₁,r₂,r₃,r₄,r₅,r₆中存在两个相同的号码，则舍弃其中一个号码，重新计算哈希值得到新的红色球号码，s₇＝H(Bhash||f)，f＝f+1，r₇＝(s₇mod33)+1，s₈＝H(Bhash||f)，f＝f+1，r₈＝(s₈mod33)+1……，将新的红色球号码与其他红色球号码进行比较，若不同则保留，若相同则舍弃该号码，重复上述操作，直至找到6个互不相同的红色球号码为止；这里假设满足条件的6个双色球号码为r₁,r₂,r₃,r₄,r₅,r₆。

步骤3-4.将开奖的挑战值OpenChal作为输入，并在该挑战值后添加填充数据f，计算新的哈希值l＝H(OpenChal||f)，取l模16的余数并加1得到取值范围为1～16的数字n，n＝(lmod16)+1，则n为双色球中蓝色球号码。

Claims

1.一种基于区块链的福利彩票公平开奖方法，其特征在于，包括以下步骤：

将开奖的挑战值作为输入，并在挑战值后添加填充数据，利用填充数据计算得到新的哈希值，该哈希值取模16的余数并加1，得到1个蓝色球号码。

2.根据权利要求1所述的基于区块链的福利彩票公平开奖方法，其特征在于，步骤2中更新变量OpenChal的具体过程为：

在智能合约中设置初始变量OpenChal为0，在售卖彩票的过程中，当一个投注者投注后，智能合约利用投注者以太坊地址BetAddr、投注金额BetAmount和投注时间BetTime与设置的变量OpenChal进行计算如下更新变量OpenChal：其中，||为连接符，为异或运算，H为哈希运算，H:{0,1}^*→{0,1}²⁵⁶，表示将任意长度的二进制值映射为长度为256的二进制值。

3.根据权利要求2所述的基于区块链的福利彩票公平开奖方法，其特征在于，步骤3中计算开奖挑战值的过程为：

彩票开奖时，获取截止到开奖时间最新确认的12个区块的哈希值HBlock1，HBlock2，HBlock3，HBlock4，HBlock5，HBlock6，HBlock7，HBlock8，HBlock9，HBlock10，HBlock11，HBlock12；开奖的挑战值

4.根据权利要求3所述的基于区块链的福利彩票公平开奖方法，其特征在于，红色球的计算过程为：

六次哈希计算：s₁＝H(OpenChal||f)，f＝f+1，s₂＝H(OpenChal||f)，f＝f+1，s₃＝H(OpenChal||f)，f＝f+1，s₄＝H(OpenChal||f)，f＝f+1，s₅＝H(OpenChal||f)，f＝f+1，s₆＝H(OpenChal||f)，f＝f+1，得到256比特的哈希值s₁,s₂,s₃,s₄,s₅,s₆；

将6个二进制形式的哈希值s₁,s₂,s₃,s₄,s₅,s₆取模33的余数并加1；得到6个红色球号码：r₁＝(s₁mod33)+1，r₂＝(s₂mod33)+1，r₃＝(s₃mod33)+1，r₄＝(s₄mod33)+1，r₅＝(s₅mod33)+1，r₆＝(s₆mod33)+1，其中mod为取模运算；

步骤3-3.若6个红色球号码r₁,r₂,r₃,r₄,r₅,r₆中存在两个相同的号码，则舍弃其中一个号码，重新计算哈希值得到新的红色球号码，s₇＝H(Bhash||f)，f＝f+1，r₇＝(s₇mod33)+1，s₈＝H(Bhash||f)，f＝f+1，r₈＝(s₈mod33)+1……，将新的红色球号码与其他红色球号码进行比较，若不同则保留，若相同则舍弃该号码，重复上述操作，直至找到6个互不相同的红色球号码为止。

5.根据权利要求4所述的基于区块链的福利彩票公平开奖方法，其特征在于，红色球的计算过程为：

6.根据权利要求1所述的基于区块链的福利彩票公平开奖方法，其特征在于，基于以太坊智能合约的彩票需要开奖前至少六分钟停止售卖彩票，其开奖和停售时间与双色球的开奖、停售时间保持一致。