CN111461851A - 一种基于区块链的双盲招投标***和招投标方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于区块链的双盲招投标***，使用联盟链搭建***，包括招标模块、主模块、投标模块和评审专家模块，所述主模块针对每个特定的招标项目生成一个图G，并为每个投标用户和评审专家用户随机生成一个token，将token进行哈希计算后储存；投标用户或评审专家用户选择自己的私有变换ni或ni’，以此生成图G的同构图Gi或Gi’，然后选择一个公开变换pi或pi’，在Gi或Gi’基础上生成Gii或Gii’，随后构造包括pi或pi’、Gii或Gii’的投标信息M或评审信息M’。由此，本发明实现了在隐匿招标用户或评审专家真实身份的前提下验证对方是否为有效招标用户或有效评审专家的功能。本发明还公开了一种基于区块链的双盲招投标方法。
Description
技术领域
本发明涉及区块链应用领域，尤其涉及一种基于区块链的双盲招投标***和招投标方法。
背景技术
随着信息技术的发展，目前已经有很多基于网络的电子化招投标平台，这些平台提高了公开招投标业务的效率，是的招投标流程更加公开、透明、规范；但基于传统架构的电子使用过web应用实现的，存在中心化存储问题，服务器一旦被攻击则会导致信息泄露，甚至被篡改伪造；区块链是一种分布式账本，利用共识机制、加密算法等方法，防止了数据被篡改或者伪造。
目前，也有基于区块链的电子投标的设计，但仅限于利用区块链的特性实现招投标全过程各环节信息的保存。
在现实中，公开招投标***对所有评审专家公开投标方的信息，如果评审专家与某投标方存在利益关系，则容易在评审中作出不公正的评价；为了确保招投标过程的公平，一般是人为规定参与评审的专家不能与投标方存在利益关系，但也仅仅是人为规定，往往有投标方为了利益，私下与评审专家串通争取中标，因此如果能够利用技术手段，从技术上将评审专家与投标方的信息进行隐匿，使得双方仅能得知对方“投标方”或“评审专家”身份的信息，但是不能获得具体的企业名称或者评审专家姓名等信息，则可以有效避免评审专家在评审过程中做出不公正的评价。
再者，评审专家信息对投标方公开，则投标方可以收集历史项目的评审专家信息，通过数据分析猜测参与评审的专家，这可能会导致提前与专家沟通。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于区块链的双盲招投标***。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种基于区块链的双盲招投标***，其特征在于，采用联盟链搭建***，包括招标模块、主模块、投标模块和评审专家模块；每个模块下设有若干用户；
所述招标模块用于向主模块发送招标项目；
所述主模块用于针对每一个特定的招标项目生成一个特定的图G，并将图G发送给投标模块和评审模块，为参与招投标的每个投标用户和评审专家用户随机生成一个token，并发送给相应用户，将生成的所有token进行哈希运算后记录至下发token集合中；
所述投标模块用于接受主模块派发的token，为投标用户提供若干可选择的变换，根据投标用户选择的私有变换ni，生成图G的同构图Gi；根据投标用户选择的公开变换pi，生成Gi的同构图Gii，构造消息M：＝投标信息+token+pi+Gii，调用智能合约验证身份信息后将消息M提交给主模块，并销毁token；所述投标信息中不包含投标用户的身份信息；
所述评审专家模块用于接受主模块派发的token，为评审专家用户提供若干可选择的变换，根据评审专家用户选择的私有变换ni’，生成图G的同构图Gi’；根据评审专家用户选择的公开变换pi’，生成Gi’的同构图Gii’，构造消息M’：＝评审信息+token+pi’+Gii’，调用智能合约验证身份信息后将消息M’提交给主模块，并销毁token；所述评审信息中不包含评审专家的身份信息；
所述主模块还用于在收到投标模块发来的消息M后，调用智能合约验证发来消息M的投标用户的身份是否为有效有效投标用户，记录发送消息M的投标用户对应的token至已消费token列表，记录投标信息+pi+Gii，并公开投标信息；
所述主模块还用于在收到评审专家模块发来的消息M’后，调用智能合约验证发来评审信息的评审专家用户的身份是否为有效评审专家，记录发送消息M’的评审专家用户对应的token至已消费token列表，记录评审信息+pi’+Gii’，并公开评审信息；
所述主模块还用于在收到的评审信息数量等于有效评审专家数量后，进行评审结果统计，确定中标单位并公开。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
优选地，还包括主管模块、代理模块和监督模块；
所述主管模块用于设置开通各子模块下的用户账号；审核招标模块提交的招标项目，审核通过后转交代理模块，并发布招标公告；
所述代理模块根据所述主管模块转发来的招标项目，审核投标用户信息、抽取参与此项目评审的评审专家用户；
所述监督模块用于查阅招标信息、投标信息、评审信息，确保无法从投标信息中获知投标信息与投标单位的关联，从评审信息中获知评审意见与评审专家之间的关联。
优选地，投标用户可以证明投标信息为自己发布，具体步骤为：主模块返回投标信息对应的公开变换pi，投标用户使用pi及自己的私有变换ni对图G进行复合变换，得到结果Gj，主模块对Gj于Gii进行比较，如果一致，则表明该信息确实为该用户所发布。
优选地，所述主模块无需交互即可验证投标用户或者评审专家的身份信息，具体如下：验证消息M或M’中所携带的token的哈希值是否存在于下发token列表中，若存在，则证明其为有效的投标单位用户或者评审专家，否则不是。
优选地，所述***具有防止重复提交的功能，具体如下：主模块收到投标用户的投标信息或评审专家的评审信息时，检查token的哈希值是否在已消费token列表中，如果在则说明是已经提交过相关信息，予以拒绝提交。
优选地，所述联盟链为hyperledger fabric，启用idemix，实现用户匿名登录。
与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：
1、通过采用联盟链，采用隐私保护方法，***既可以确认投标用户是合法投标用户，也防止投标信息用户信息泄露，确保了投标用户的身份信息与评审专家的身份信息相互匿名，避免评审专家对投标单位的不公平评审。
2、招投标全部环节信息全部记录在区块链上，且只允许一次提交，达到信息公开、可追溯，不可篡改的效果，保证了公开招投标的公平透明。
3、可以防止投标用户重复提交投标信息，也可以防止评审专家重复提交评审信息。
本发明还公开了一种基于区块链的双盲招投标方法，基于上述双盲招投标***。包括以下步骤：
S1、招标单位通过招标模块将招标申请提交至主管模块，主管部门通过主管模块对招标申请进行审核，审核通过后转交给代理模块，并发布招标公告；
S2、投标单位通过投标模块向代理模块提交投标申请，代理模块审核提交申请的代理单位，确认并设置为有效投标单位，抽取参与此招标项目的评审专家成员，设为有效评审专家；向主模块发送准备就绪信号；
S3、主模块针对当前招标项目生成一个图G，并将图G发送给合格的投标单位和评审专家；另外为每一个投标单位用户和评审专家用户随机生成一个token并下发给对应用户，将token进行哈希运算后记录至下发token集合；
S4、投标单位用户在图G的基础上选择一个私有变换ni，并保存此变换，用此变换生成一个G的同构图Gi，再选择一个公开变换pi，生成Gi的同构图Gii，构造消息M：＝投标信息+token+pi+Gii，调用智能合约验证身份信息后将消息M提交给主模块，并销毁token；
S5、主模块接收到投标单位用户发来的消息M，调用智能合约验证投标单位用户的身份确实是有效投标单位后，记录token至已消费token列表，记录投标信息+pi+Gii，并公开投标信息；
S6、评审专家用于选择一个私有变换ni’，并保存此变换，用此变换生成一个图G的同构图Gi’；再选择一个公开变换pi’，生成Gi’的同构图Gii’，构造消息M’：＝评审信息+token+pi’+Gii’，调用智能合约验证身份信息后将消息M’提交给主模块，并销毁token；
S7、主模块接收到评审专家用户发来的消息M’，调用智能合约验证评审专家用户的身份确实是有效评审专家后，记录token至已消费token列表，记录评审信息+pi’+Gii’，并公开评审信息；
S8、主模块判断收到的评审信息数量是否等于评审专家数量，若是，进行评审结果统计，确定中标单位；连同所有评审信息一同公开。
在上述基础之上，本发明还可以做如下改进：
进一步地，步骤S5中主模块验证投标单位的身份信息或者步骤S7中主模块验证评审专家用户的身份信息，具体是验证消息M或M’中所携带的token的哈希值是否存在于下发token列表中，若存在，则证明其为有效的投标单位用户或者评审专家，否则不是。
进一步地，步骤S5或者步骤S7中，在确认投标单位或者评审专家的身份信息为有效投标单位或者有效评审专家后，还包括检验是否为重复提交的步骤，具体为，验证消息M或M’中所携带的token的哈希值是否存在于已消费token列表中，若存在，则证明对应用户已经提交过一次信息，本次提交为重复提交，不予接受。
公有链，顾名思义，是指对全世界所有人开放的，任何人都可以读取数据、发送交易且交易能够获得有效确认的共识区块链，缺少相应的监管机制，不适合招标这种活动；私有链中各个节点的写入权限收归内部控制，而读取权限可视需求有选择性地对外开放。私有链仍然具备区块链多节点运行的通用结构，适用于特定机构的内部数据管理与审计，而公开招标需要多个机构的参与，因此私有链也不能胜任这种场景。
Hyperledger，又称超级账本，是由IBM主导的一种联盟链平台。Idemix是hyperledger提供的一种隐私保护技术，用于隐藏客户端的真实身份信息；零知识证明是一种隐私保护技术，使得***中证明者在***露隐私信息的前提下，验证者可以确信证明者的确掌握该信息。经典的零知识证明是需要证明人和验证者多轮交互实现，非交互式零知识证明只需要证明人一次性提供信息，避免了多次交互。因此，在招标***区块链平台中使用idemix隐藏用户的***身份，在招标***应用中使用自设计的零知识证明方法，第一隐藏投标方的单位信息，使得***确认对方的确是已经审核过的有效投标方；第二，隐藏评审专家的个人信息，***仍然能够验证该用户的确是抽选出来的有效专家。
相对于现有技术，本方法具有以下有益的效果：
1、采用隐私保护方法，***既可以确认投标用户是合法合格的投标用户，也防止投标信息用户信息泄露，确保了投标用户的身份信息与评审专家的身份信息相互匿名，避免评审专家对投标单位的不公平评审。
2、招投标全部环节信息全部记录在区块链上，达到信息公开、可追溯，不可篡改的效果，保证了公开招投标的公平透明。
3、可以防止投标用户重复提交投标信息，也可以防止评审专家重复提交评审信息。主模块收到投标用户的投标信息或评审专家的评审信息时，检查其携带的token的哈希值是否已经在已下发token列表中，如果不在则证明是非有效用户提交的信息，忽略；如果在，则检查token的哈希值是否在已消费token列表中，如果在则说明是已经提交过相关信息，予以拒绝提交。
附图说明
图1为本发明的基于区块链的双盲招投标***的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
请参照图1所示，其为本发明的基于区块链的双盲招投标***的结构示意图。所述基于区块链的双盲招投标***包括：主模块1、招标模块2、投标模块3、评审专家模块4、主管模块5、代理模块6和监督模块7。
使用联盟链构建***，本方案选择hyperledger fabric，启用idemix，实现用户匿名登录。
***建立五个组织：政府采购办属于主管模块5、招标代理属于代理模块6、***属于监管模块7、招标方属于招标模块2、投标方属于投标模块3，***设置七种角色：主管部门的***管理员、政府采购办工作人员、招标代理工作人员、监督方工作人员、招标方工作人员、投标方工作人员、评审专家。
成员加入：主管部门***管理员负责在区块链平台建立各组织，增加用户。
招标申请：采购方将招标申请提交至主管部门，主管部门审核后提交给招标代理，发布招标公告。
投标申请：投标方购买标书，提交投标申请。招标代理审核投标单位信息后将符合条件的投标单位设置为有效投标单位，抽取评审专家并设置为有效评审专家。然后进行***初始化。
***初始化：主模块1生成一个图G，并将图G发送给投标单位和评审专家；另外为每一个投标单位用户和评审专家用户都随机生成一个token，将token进行哈希运算后记录至下发token集合，并将token进行下发给对应用户；投标单位用户在G的基础上选择一个私有变换ni，并保存此变换，用此变换生成一个G的同构图Gi；评审专家用户在G的基础上选择一个私有变换ni’，并保存此变换，用此变换生成一个G的同构图Gi’。
投标：投标单位用户在图Gi上构造一个公开变换pi，用此变换生成Gi的一个同构图Gii；构造一个消息M：＝投标信息+token+pi+Gii，然后调用智能合约，使用基于图同构的非交互式零知识证明向主模块1验证身份，同时提交消息M，并销毁token。主模块1调用智能合约，验证投标单位用户身份是否是有效投标单位，然后记录token到已消费token列表，记录投标信息+pi+Gii，并公开投标信息。
评审：评审专家用户在图Gi’的基础上选择一个公开变换pi’，用此变换生成Gi’的一个同构图Gii’；然后查看各投标单位的投标信息，但无法知道信息属于哪家单位；评阅完毕投标信息后，构造一个消息M’：＝评审信息+token+pi’+Gii’，然后调用智能合约，使用基于图同构的非交互式零知识证明向***验证身份，同时提交消息M’，并销毁token。主模块1调用智能合约，验证用户身份是否是有效评审专家，然后记录token到已消费token列表，记录评审信息+pi’+Gii’，并公开评审信息。如果收到的评审信息数量等于评审专家数量，则进行评审结果统计，确定中标单位；最终连同所有评审信息一同公开。
查阅信息：招标方、投标方、监督方和评审专家都可以查阅招标信息、投标信息和评审信息，但由于公开的信息中均隐匿了各自的真实身份信息，取而代之的是以私有变换、公开变换、图G以及各自分配的token进行多次变换生成的同构图来代表各自身份，所以除发布信息的主体外，其余人均无法获知投标信息与投标单位的关联，也无法获悉评审意见与评审之间的关联。
证明信息：如果投标用户需要证明某条投标信息为自己所发布，主模块1返回该信息对应的公开变换pi，用户收到后使用自己的私有变换ni与公开变换pi对图G进行复合变换，得到结果Gj，将Gj发送给主模块1，主模块1对Gj和Gii进行比较，如果一致，则表明该信息确实为该用户所有。
防重复提交：对于投标方和评审专家，都需要防止他们重复提交投标信息和评审信息，否则会导致***紊乱。在主模块1收到投标用户的投标信息或评审专家的评审信息时，检查携带的token的哈希值是否已经在已下发token列表中，如果不在则证明此信息无效；如果在，则检查token的哈希值是否在已消费token列表中，如果在则说明是重复提交，予以拒绝提交。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于区块链的双盲招投标***，其特征在于，采用联盟链搭建***，包括招标模块、主模块、投标模块和评审专家模块；每个模块下设有若干用户；
所述招标模块用于向主模块发送招标项目；
所述主模块用于针对每一个特定的招标项目生成一个特定的图G，并将图G发送给投标模块和评审模块，为参与招投标的每个投标用户和评审专家用户随机生成一个token，并发送给相应用户，将生成的所有token进行哈希运算后记录至下发token集合中；
所述投标模块用于接受主模块派发的token，为投标用户提供若干可选择的变换，根据投标用户选择的私有变换ni，生成图G的同构图Gi；根据投标用户选择的变换pi，生成Gi的同构图Gii，构造消息M：＝投标信息+token+pi+Gii，调用智能合约验证身份信息后将消息M提交给主模块，并销毁token；所述投标信息中不包含投标用户的身份信息；
所述评审专家模块用于接受主模块派发的token，为评审专家用户提供若干可选择的变换，根据评审专家用户选择的私有变换ni’，生成图G的同构图Gi’；根据评审专家用户选择的变换pi’，生成Gi’的同构图Gii’，构造消息M’：＝评审信息+token+pi’+Gii’，调用智能合约验证身份信息后将消息M’提交给主模块，并销毁token；所述评审信息中不包含评审专家的身份信息；
所述主模块还用于在收到投标模块发来的消息M后，调用智能合约验证发来消息M的投标用户的身份是否为有效有效投标用户，记录发送消息M的投标用户对应的token至已消费token列表，记录投标信息+pi+Gii，并公开投标信息；
所述主模块还用于在收到评审专家模块发来的消息M’后，调用智能合约验证发来评审信息的评审专家用户的身份是否为有效评审专家，记录发送消息M’的评审专家用户对应的token至已消费token列表，记录评审信息+pi’+Gii’，并公开评审信息；
所述主模块还用于在收到的评审信息数量等于有效评审专家数量后，进行评审结果统计，确定中标单位并公开。
2.根据权利要求1所述的基于区块链的双盲招投标***，其特征在于，还包括主管模块、代理模块和监督模块；
所述主管模块用于设置开通各子模块下的用户账号；审核招标模块提交的招标项目，审核通过后转交代理模块，并发布招标公告；
所述代理模块根据所述主管模块转发来的招标项目，审核投标用户信息、抽取参与此项目评审的评审专家用户；
所述监督模块用于查阅招标信息、投标信息、评审信息，确保无法从投标信息中获知投标信息与投标单位的关联，从评审信息中获知评审意见与评审专家之间的关联。
3.根据权利要求1或2所述的基于区块链的双盲招投标***，其特征在于，所述投标用户可以证明投标信息为自己发布，具体步骤为：主模块返回投标信息对应的变换pi，投标用户使用pi及自己的私有变换ni对图G进行复合变换，得到结果Gj，主模块对Gj于Gii进行比较，如果一致，则表明该信息确实为该用户所发布。
4.根据权利要求1或2所述的基于区块链的双盲招投标***，其特征在于，所述主模块无需交互即可验证投标用户或者评审专家的身份信息，具体如下：验证消息M或M’中所携带的token的哈希值是否存在于下发token列表中，若存在，则证明其为有效的投标单位用户或者评审专家，否则不是。
5.根据权利要求1或2所述的基于区块链的双盲招投标***，其特征在于，具有防止投标用户和评审专家重复提交的功能，具体如下：主模块收到投标用户的投标信息或评审专家的评审信息时，检查其携带的token的哈希值是否已经在下发token列表中，如果不在则证明是非有效用户提交的信息，忽略；如果在，则检查token的哈希值是否在已消费token列表中，如果在则说明是已经提交过相关信息，予以拒绝提交。
6.根据权利要求1或2所述的基于区块链的双盲招投标***，其特征在于，所述联盟链为hyperledger fabric，启用idemix。
7.一种基于区块链的双盲招投标方法，基于权利要求1-6任一项所述的基于区块链的双盲招投标***，其特征在于，包括以下步骤：
S1、招标单位通过招标模块将招标申请提交至主管模块，主管部门通过主管模块对招标申请进行审核，审核通过后转交给代理模块，并发布招标公告；
S2、投标单位通过投标模块向代理模块提交投标申请，代理模块审核提交申请的代理单位，确认并设置为有效投标单位，抽取参与此招标项目的评审专家成员，设为有效评审专家；向主模块发送准备就绪信号；
S3、主模块针对当前招标项目生成一个图G，并将图G发送给合格的投标单位和评审专家；另外为每一个投标单位用户和评审专家用户随机生成一个token并下发给对应用户，将token进行哈希运算后记录至下发token集合；
S4、投标单位用户在图G的基础上选择一个私有变换ni，并保存此变换，用此变换生成一个G的同构图Gi，再选择一个变换pi，生成Gi的同构图Gii，构造消息M：＝投标信息+token+pi+Gii，调用智能合约验证身份信息后将消息M提交给主模块，并销毁token；
S5、主模块接收到投标单位用户发来的消息M，调用智能合约验证投标单位用户的身份确实是有效投标单位后，记录token至已消费token列表，记录投标信息+pi+Gii，并公开投标信息；
S6、评审专家用于选择一个私有变换ni’，并保存此变换，用此变换生成一个图G的同构图Gi’；再选择一个变换pi’，生成Gi’的同构图Gii’，构造消息M’：＝评审信息+token+pi’+Gii’，调用智能合约验证身份信息后将消息M’提交给主模块，并销毁token；
S7、主模块接收到评审专家用户发来的消息M’，调用智能合约验证评审专家用户的身份确实是有效评审专家后，记录token至已消费token列表，记录评审信息+pi’+Gii’，并公开评审信息；
S8、主模块判断收到的评审信息数量是否等于评审专家数量，若是，进行评审结果统计，确定中标单位；连同所有评审信息一同公开。
8.如权利要求7所述的基于区块链的双盲招投标方法，其特征在于，步骤S5中主模块验证投标单位的身份信息或者步骤S7中主模块验证评审专家用户的身份信息，具体是验证消息M或M’中所携带的token的哈希值是否存在于下发token列表中，若存在，则证明其为有效的投标单位用户或者评审专家，否则不是。
9.如权利要求7所述的基于区块链的双盲招投标方法，其特征在于，步骤S5或者步骤S7中，在确认投标单位或者评审专家的身份信息为有效投标单位或者有效评审专家后，还包括检验是否为重复提交的步骤，具体为，验证消息M或M’中所携带的token的哈希值是否存在于已消费token列表中，若存在，则证明对应用户已经提交过一次信息，本次提交为重复提交，不予接受。
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