CN112035856A - 一种基于区块链技术的v2g充放电信息处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于区块链技术的V2G充放电信息处理方法,包括:车辆充放电信息区块链设计,其中,车辆充放电信息区块链包含车牌在数据库内的消息头、上一次充放电信息哈希值、本次充放电信息哈希值、随机数密文和时间戳密文;车辆充放电信息认证设计;以及车辆充放电信息区块链设计。本发明的方法提高了充放电信息的准确性和可信度。
Description
技术领域
本发明涉及信息技术领域,更具体地,涉及基于区块链技术的V2G充放电信息处理方法。
背景技术
随着国家政策在电动汽车领域的推动,电动汽车成为人们广泛使用的交通工具。电动汽车与电网互动(Vehicle-to-Grid,V2G)技术的出现是为了解决大量电动汽车入网时对电网运行造成的安全问题,结合分时电价的相关政策,引导用户实施电动汽车有序充放电,并实现节能经济利益最大化。
V2G技术的应用需要为运营侧和用户侧提供准确可靠的车辆充电放电信息。将车辆信息和充放电信息结合区块链技术可以实现车辆和充放电信息的实时认证和紧密结合,以便检索核实相关收益。
发明内容
本发明针对电动汽车与电网互动(Vehicle-to-Grid,V2G)的市场机制下,结合电动汽车充放电设备监测采集的信息,通过区块链技术保证V2G充放电信息的准确与可靠,提高数据去重率并降低存储成本。
本发明提供了一种基于区块链技术的V2G充放电信息处理方法,包括:
车辆充放电信息区块链设计,其中,车辆充放电信息区块链包含车牌在数据库内的消息头、上一次充放电信息哈希值、本次充放电信息哈希值、随机数密文和时间戳密文;
车辆充放电信息认证设计,包括:
电力监测设备获取车辆信息、充放电次数,并上传至服务器节点;
首次收到辆信息、充放电次数信息的服务器节点,在全网内寻求认证;
全网内其他节点根据认证需求,分析自身数据库信息,对车辆信息、充放电次数信息进行匹配;
各个认证节点将匹配结果反馈到首节点,首节点通过对信息真伪反馈结果进行分析,若车辆信息和充放电次数信息判别全部为真,则判断信息为真,并执行区块链信息生成;否则,判断车充放电信息存疑,启动警告并断电;
车辆充放电信息区块链设计,包括:
在车辆充放电信息认证结果为真的基础上,申请N次V2G充放电,执行生成区块信息N;
将车牌信息和充放电标示码信息作为消息头(Head message),车辆特征信息和充放电信息作为信息明文,随机数、节点编号以及时间戳作为随机明文;
将车辆特征信息、充放电信息明文经过RSA公钥加密,获得车辆信息密文;
将随机明文经过AES密钥加密,获取随机密文;
将消息头、车辆信息明文、随机明文通过哈希运算,生成哈希值;
将消息头、车辆信息密文、随机密文以及哈希值四部分,按照区块结构组合生成该条信息的区块,该区块包含消息头、车辆信息密文、随机密文、上一区块哈希值、本区块哈希值、下一区块哈希值;
首节点以车辆车牌为检索对象,在全网各节点检索该车牌的区块链信息,各自节点将本节点中该条车牌所属区块链的长度及标识码顺序信息连同节点编号一同发送给首节点,首节点对各节点反馈信息进行比对判别,选取顺序准确的最长链信息;若所得最长链长度为0,说明该条信息是车辆充放电信息区块链的起始点,因此验证区块顺序编号是否为1,若为1,则首节点为链生成节点;若不为1则发出警告;若所得最长链长度不为0,说明该条信息是车辆充放电信息区块链的非起始点,因此验证区块顺序编号是否为N,若为N,则执行下一步;若不为N则发出警告;
首节点将生成的区块信息发送给链,并生成节点;
首节点收到区块信息后,将区块中的随机数密文和时间戳密文经过AES密钥解密获取其明文,并连同该车牌序号,上一条车牌、本车牌、下一条车牌信息进行哈希运算获取解密哈希值;
将解密哈希值同车牌哈希值对比验证,若一致,则信息准确无篡改,执行下一步操作;若不一致,则信息失真被篡改,发出警告;
将验证通过的区块直接跟区块链链接,并将链接后的区块链进行全网节点信息同步。
在上述基于区块链技术的V2G充放电信息处理方法中,其中,对车辆信息、充放电次数信息进行匹配包括:
车辆信息匹配,验证车牌、车型、电池型号等是否同车辆注册信息匹配,若都匹配,信息为真;否则,为伪;
充放电次数匹配,验证充电次数、放电次数是否同历史监测数据一致,若一致,次数为真;否则,为伪。
本发明的方法提高了充放电信息的准确性和可信度。
附图说明
图1示出了本发明的额实施例的充放电信息区块链的示意图。
图2示出了本发明的额实施例的充放电信息生成区块过程的示意图。
图3示出了本发明的额实施例的区块验证示意图。
具体实施方式
下面的实施例可以使本领域技术人员更全面地理解本发明,但不以任何方式限制本发明。
考虑驾驶车辆的时空因素和动态分布等特征,同一车辆的充放电信息存储存在认证困难和检索延时的问题;并且每条数据间缺乏相互关联认证处理,在网络延迟或人为破坏等情况下会出现数据缺失或被篡改的安全性问题,进一步降低了充放电信息的准确性和可信度。为此,本发明为V2G充放电信息进行区块链设计。
车辆充放电信息区块链设计
如图1所示,区块链主要包含的内容有本车牌在数据库内的消息头、上一次充放电信息哈希值、本次充放电信息哈希值、随机数密文和时间戳密文六个部分,其中消息头即包含本车当次充放电信息标识码、顺序编码和车牌,其中顺序编号即服务器为本车当次充放电生成区块的编号,增设车牌号为了快速检索确认;前后两次充放电信息对应的哈希值是为了确定该车存储信息的关联关系,进而识别丢失或被篡改的数据;为保证区块链的唯一性,随机密文中包含随机数和时间戳。
车辆充放电信息认证设计
为了保证区块链中车辆充放电信息与车辆信息匹配的准确性,并防止人为恶意盗取放电收益,需要在车辆每次接入电网时对车辆充放电信息进行认证,确保区块链信息的准确性。
由于车辆充放电属于两种行为方式,充电时,电网向电动汽车传送电能,放电时,电动汽车向电网传送电能。每辆汽车在V2G模式下,存在不同的充电和放电次数,将各次充放电次数与该车信息绑定并实时更新,才能保证充放电信息的可靠与安全性,并杜绝了盗用用户车辆信息进行充放电行为的发生。
该***认证设计主要包含车辆信息认证和充放电次数认证,具体判别流程如下:
第一步:电力监测设备获取车辆信息、充放电次数,并上传至服务器节点;
第二步:首次收到辆信息、充放电次数信息的服务器节点,在全网内寻求认证;
第三步:全网内其他节点根据认证需求,分析自身数据库信息,对车辆信息、充放电次数信息进行匹配;
1)车辆信息匹配,主要验证车牌、车型、电池型号等是否同车辆注册信息匹配。若都匹配,信息为真;否则,为伪。
2)充放电次数匹配,主要验证充电次数、放电次数是否同历史监测数据一致。若一致,次数为真;否则,为伪。
第四步:各自认证节点将匹配结果反馈到首节点,首节点通过对信息真伪反馈结果进行分析,若两类(车辆信息+充放电次数)信息判别全部为真,则判断该条信息为真,并执行区块链信息生成;否则,判断该车充放电信息存疑,启动警告并断电。
注:默认车辆充放电总次数存在车端且可以被充放电监测设备读取。
例如,车牌为A的车辆已经充电c次放电d次,在申请第c+1或第d+1次充放电行为时,充放电设备获取车辆信息和次数信息,并上传全网;网内其他节点搜索A的已存数据,其中次数信息从区块链消息头中的标识码进行简单加法运算获得,然后进行匹配认证;至少有一个节点认定A车信息为真,反馈回首节点时判断该信息认证通过,申请通过;若全部其他节点认证信息为伪,反馈回首节点时判断该信息认证存疑,启动警告并断电。
车辆充放电信息区块链设计包括以下步骤:
第一步:在车辆充放电信息认证结果为真的基础上,申请N次V2G充放电,执行生成区块信息N;
第二步:将车牌信息和充放电标示码信息作为消息头(Head message),车辆特征信息和充放电信息作为信息明文,随机数、节点编号以及时间戳作为随机明文;
第三步:将车辆特征信息、充放电信息明文经过RSA公钥加密,获得车辆信息密文;
第四步:将随机明文经过AES密钥加密,获取随机密文;
第五步:将消息头、车辆信息明文、随机明文通过哈希运算,生成哈希值;
第六步:将消息头、车辆信息密文、随机密文以及哈希值四部分,按照如图2所示的区块结构组合生成该条信息的区块。该区块主要包含消息头、车辆信息密文、随机密文、上一区块哈希值、本区块哈希值、下一区块哈希值等六部分信息。
第七步:首节点以车辆车牌为检索对象,在全网各节点检索该车牌的区块链信息,各自节点将本节点中该条车牌所属区块链的长度及标识码顺序信息连同节点编号一同发送给首节点,首节点对各节点反馈信息进行比对判别,选取顺序准确的最长链信息;
若所得最长链长度为0,说明该条信息是该车充放电信息区块链的起始点,因此验证该区块顺序编号是否为1,若为1,则首节点为链生成节点;若不为1则发出警告;
若所得最长链长度不为0,说明该条信息是该车充放电信息区块链的非起始点,因此验证该区块顺序编号是否为N,若为N,则执行下一步;若不为N则发出警告;
第八步:首节点将第七步生成的区块信息发送给链,并生成节点;
第九步:首节点收到区块信息后,将区块中的随机数密文和时间戳密文经过AES密钥解密获取其明文,并连同该车牌序号,上一条车牌、本车牌、下一条车牌信息进行哈希运算获取解密哈希值;
第十步:将解密哈希值同该车牌哈希值对比验证,若一致,则信息准确无篡改,执行下一步操作;若不一致,则信息失真被篡改,发出警告。验证过程如图3所示。
第十一步:将验证通过的区块直接跟区块链链接,并将链接后的区块链进行全网节点信息同步。
本领域技术人员应理解,以上实施例仅是示例性实施例,在不背离本申请的精神和范围的情况下,可以进行多种变化、替换以及改变。
Claims (2)
1.一种基于区块链技术的V2G充放电信息处理方法,包括:
车辆充放电信息区块链设计,其中,车辆充放电信息区块链包含车牌在数据库内的消息头、上一次充放电信息哈希值、本次充放电信息哈希值、随机数密文和时间戳密文;
车辆充放电信息认证设计,包括:
电力监测设备获取车辆信息、充放电次数,并上传至服务器节点;
首次收到辆信息、充放电次数信息的服务器节点,在全网内寻求认证;
全网内其他节点根据认证需求,分析自身数据库信息,对车辆信息、充放电次数信息进行匹配;
各个认证节点将匹配结果反馈到首节点,首节点通过对信息真伪反馈结果进行分析,若车辆信息和充放电次数信息判别全部为真,则判断信息为真,并执行区块链信息生成;否则,判断车充放电信息存疑,启动警告并断电;
车辆充放电信息区块链设计,包括:
在车辆充放电信息认证结果为真的基础上,申请N次V2G充放电,执行生成区块信息N;
将车牌信息和充放电标示码信息作为消息头(Head message),车辆特征信息和充放电信息作为信息明文,随机数、节点编号以及时间戳作为随机明文;
将车辆特征信息、充放电信息明文经过RSA公钥加密,获得车辆信息密文;
将随机明文经过AES密钥加密,获取随机密文;
将消息头、车辆信息明文、随机明文通过哈希运算,生成哈希值;
将消息头、车辆信息密文、随机密文以及哈希值四部分,按照区块结构组合生成该条信息的区块,该区块包含消息头、车辆信息密文、随机密文、上一区块哈希值、本区块哈希值、下一区块哈希值;
首节点以车辆车牌为检索对象,在全网各节点检索该车牌的区块链信息,各自节点将本节点中该条车牌所属区块链的长度及标识码顺序信息连同节点编号一同发送给首节点,首节点对各节点反馈信息进行比对判别,选取顺序准确的最长链信息;若所得最长链长度为0,说明该条信息是车辆充放电信息区块链的起始点,因此验证区块顺序编号是否为1,若为1,则首节点为链生成节点;若不为1则发出警告;若所得最长链长度不为0,说明该条信息是车辆充放电信息区块链的非起始点,因此验证区块顺序编号是否为N,若为N,则执行下一步;若不为N则发出警告;
首节点将生成的区块信息发送给链,并生成节点;
首节点收到区块信息后,将区块中的随机数密文和时间戳密文经过AES密钥解密获取其明文,并连同该车牌序号,上一条车牌、本车牌、下一条车牌信息进行哈希运算获取解密哈希值;
将解密哈希值同车牌哈希值对比验证,若一致,则信息准确无篡改,执行下一步操作;若不一致,则信息失真被篡改,发出警告;
将验证通过的区块直接跟区块链链接,并将链接后的区块链进行全网节点信息同步。
2.根据权利要求1所述的基于区块链技术的V2G充放电信息处理方法,其中,对车辆信息、充放电次数信息进行匹配包括:
车辆信息匹配,验证车牌、车型、电池型号等是否同车辆注册信息匹配,若都匹配,信息为真;否则,为伪;
充放电次数匹配,验证充电次数、放电次数是否同历史监测数据一致,若一致,次数为真;否则,为伪。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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