一种电力现货市场竞价数据安全及校验系统

本发明属于电力市场交易数据处理与数据安全，尤其涉及一种电力现货市场竞价数据安全及校验系统。

背景技术：

1、电力现货市场已成为我国电力交易体系的核心组成部分，在现货交易场景中，发电企业、售电公司、大工业用户等市场主体需按时段申报竞价数据（含申报报价、机组出力/用电量、设备参数、资质文件等），交易中心基于全量申报数据开展市场出清计算，由于竞价数据直接关联市场主体商业机密与市场交易公平性，其数据安全防护与合规校验是保障现货市场平稳运行的核心基础。

2、现有技术中，电力现货市场竞价数据的防护与校验多采用“传输加密+中心化存储+格式校验”的传统模式，存在以下显著技术缺陷：

3、现有系统对所有竞价数据采用统一加密算法，未区分数据敏感度差异——高敏感的报价策略、机组核心参数防护强度不足，低敏感的编号、时段类数据过度加密导致系统算力开销大、处理延迟高；且绝大多数校验需全量解密后执行，密文态下无法开展基础校验，大幅提升了数据暴露风险。

4、多数系统仅开展数据格式校验与基础哈希完整性校验，未结合电力现货市场的交易规则开展业务合规性校验，也缺乏对恶意低价、串谋报价等隐蔽异常行为的识别能力，无法有效防范违规交易、扰乱市场秩序的行为。

5、传统中心化存储模式下，竞价数据与操作日志存在被篡改的风险，出现交易纠纷时难以提供不可抵赖的审计依据，数据确权与责任追溯难度大。

6、市场主体身份与资质校验过程中，需提交企业完整资质文件明文，存在商业敏感信息泄露的隐患，不符合数据安全与隐私保护的监管要求。

7、因此，亟需研发一种兼顾数据机密性、完整性、交易合规性与可追溯性的电力现货市场竞价数据安全及校验系统，弥补现有技术的上述缺陷。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中电力现货市场竞价数据加密策略同质化、校验维度单一、溯源能力弱、隐私保护不足的技术缺陷，提供一种电力现货市场竞价数据安全及校验系统。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

3、一种电力现货市场竞价数据安全及校验系统，包括依次数据连接的竞价数据接入模块、分级加密安全模块、多维度智能校验模块、区块链存证溯源模块，以及与多维度智能校验模块、区块链存证溯源模块均双向数据连接的竞价结果输出模块；系统还内置与分级加密安全模块、多维度智能校验模块均连接的密钥管理模块，用于全生命周期管控加密密钥的生成、分发、轮换与销毁。

4、竞价数据接入模块：用于对接各市场主体的竞价申报终端，基于双向认证传输通道接收竞价申报数据包，完成申报主体身份准入核验与数据标准化预处理，输出字段规范统一的标准化竞价数据；同时记录数据接入全流程操作日志，同步推送至区块链存证溯源模块。

5、分级加密安全模块：用于对标准化竞价数据按字段维度进行敏感度分级，根据分级结果从加密策略库匹配对应强度的加密策略执行差异化加密/脱敏处理，生成字段级密文竞价数据与分级链式数据校验摘要，并将密文竞价数据推送至多维度智能校验模块。

6、多维度智能校验模块：采用“密文轻校验+明文深校验”的分层校验流水线，依次执行格式合规校验、数据完整性校验、市场规则合规校验、竞价异常行为校验，对未通过前序校验的数据直接拦截，仅对通过初筛的数据执行解密与深度校验，输出校验通过的有效竞价数据与结构化校验报告。

7、区块链存证溯源模块：采用联盟链分布式架构，用于将有效竞价数据的分级校验摘要、全流程操作日志、主体身份凭证、校验结果上链存储，构建不可篡改、不可抵赖的竞价数据存证链，并提供多维度溯源审计接口支撑监管与纠纷处置。

8、竞价结果输出模块：用于将校验通过的有效竞价数据解密后单向推送至电力现货市场交易出清系统，并向对应申报主体分级反馈校验结果、异常整改指引与区块链存证凭证。

9、进一步地，所述分级加密安全模块包括敏感度分级子模块、加密策略库、加密执行子模块与摘要生成子模块：

10、敏感度分级子模块：根据数据字段的业务属性、泄露危害程度与监管要求，将标准化竞价数据划分为高敏感级、中敏感级、低敏感级三个等级；其中高敏感级数据包括分时申报报价、机组实时运行参数、报价策略说明文件，中敏感级数据包括企业资质扫描件、机组装机容量、机组能效参数，低敏感级数据包括市场主体统一编号、申报时段代码、机组标识编号；

11、加密策略库：存储与各敏感度等级一一匹配的加密算法策略，支持监管侧动态调整算法参数与密钥轮换周期：高敏感级采用国密sm2非对称加密+加法同态加密的复合加密策略，中敏感级采用国密sm4对称加密策略，低敏感级采用sha-256哈希脱敏处理策略；

12、加密执行子模块：根据敏感度分级结果调用对应加密策略，对分级后的各数据字段分别执行加密/脱敏处理，按原数据结构拼接生成完整密文竞价数据；其中高敏感级数据的同态加密分量支持密文态下的数值范围比较与线性运算，无需解密即可完成基础规则初筛；

13、摘要生成子模块：对各等级数据分别生成国密sm3哈希摘要，并采用分级哈希链结构进行关联——低敏感级摘要作为中敏感级摘要的输入因子，中敏感级摘要作为高敏感级摘要的输入因子，最终生成整体数据校验摘要；链式结构可实现篡改字段的快速定位，同时作为完整性校验与存证的核心依据；

14、进一步地，所述多维度智能校验模块包括依次流水线式连接的格式校验子模块、完整性校验子模块、市场规则校验子模块、异常行为检测子模块，以及统一输出校验结论的校验决策子模块：

15、格式校验子模块：对密文态下的低敏感脱敏字段执行格式合规校验，核验数据字段数量、数据类型、编码规则、申报时段范围的规范性，该步骤无需解密，直接在脱敏态下执行，拦截格式无效数据；

16、完整性校验子模块：基于分级链式数据校验摘要，采用哈希链逐阶比对方式核验密文竞价数据的传输与处理完整性，确认数据从接入到加密全链路未被篡改，输出完整性校验结果；若哈希比对不一致，可直接定位至对应敏感度等级的异常字段；

17、市场规则校验子模块：调用密钥管理模块解密中、高敏感级的核心字段后，结合内置的可配置电力现货市场交易规则库，校验申报数据是否符合报价上下限约束、机组出力范围约束、申报时段约束、市场准入资质约束，输出规则校验结果；规则库支持可视化配置，适配不同区域现货市场的规则差异；

18、异常行为检测子模块：内置基于历史竞价数据训练优化的孤立森林异常检测模型，输入特征包含本次申报价格与同期市场均价的偏离度、该主体近14日同类型时段的报价波动系数、同区域同类型机组的报价相似度、相邻时段报价的连续性、主体历史信用评分，模型输出0-1区间的异常得分，得分高于设定阈值则判定为存在异常竞价嫌疑，标记为待人工复核数据；

19、校验决策子模块：整合四类校验结果生成最终校验结论，全部校验通过则标记为有效竞价数据；任意一项不通过则标记为异常数据，生成对应异常类型标签与告警级别，同步推送至监管端与申报主体。

20、进一步地，所述区块链存证溯源模块采用许可型联盟链架构，节点分为共识节点与轻节点两类：共识节点包括电力交易中心、能源监管机构、电网企业，负责存证数据的共识验证与账本维护；轻节点为各市场主体，仅具备自身申报数据的查询权限；存证内容包括竞价数据的分级哈希摘要、申报时间戳、主体身份哈希凭证、校验全流程操作日志、最终校验结果；存证数据通过默克尔树组织聚合，每笔竞价申报对应全局唯一的存证标识；所述溯源审计接口支持按主体编号、申报时段、存证标识进行单维度或组合维度查询，可输出对应竞价数据的全流程操作记录、校验详情与处理节点信息，满足交易审计与纠纷追溯需求。

21、进一步地，所述竞价数据接入模块内置零知识证明验证单元，用于身份准入核验阶段：市场主体预先在交易中心完成资质备案，系统仅存储资质文件的哈希值而不存储明文；申报时主体终端基于本地资质文件生成“资质符合准入要求”的零知识证明并发送至接入模块，验证单元基于备案哈希值验证零知识证明的有效性，确认主体具备申报资格，该过程全程无需传输与解析资质文件明文，实现隐私保护下的准入校验。

22、进一步地，所述密钥管理模块符合国密密钥管理规范，负责sm2密钥对的备案管理、sm4对称密钥的统一生成与定期轮换、同态加密密钥的分发；密钥与市场主体身份绑定，支持密钥吊销与更新，所有密钥操作均生成操作日志并同步上链存证。

23、采用上述结构后，本发明有益效果如下：

24、（1）针对不同敏感度的竞价数据字段采用差异化加密策略，高敏感数据通过国密算法+同态加密的复合方案保障高强度安全，低敏感数据采用轻量化哈希脱敏降低算力开销；同时同态加密支持密文态数值校验，结合密文态格式与完整性校验，大幅减少数据解密暴露次数，在提升数据安全等级的同时控制系统运行延迟。

25、（2）构建格式规范、数据完整、市场规则、异常行为四位一体的校验体系，采用流水线式校验提前拦截无效数据，既保障数据本身的正确性，又贴合电力现货市场的业务规则约束；通过机器学习模型识别隐蔽的恶意低价、串谋报价等异常行为，全面防范违规交易，维护市场秩序。

26、（3）采用许可型联盟链分布式架构实现竞价全流程数据存证，记录不可篡改、全程可追溯，链上存证摘要与线下密文数据映射关联，既保证存证公信力，又控制链上存储体量，为交易审计、纠纷追责提供不可抵赖的可信依据，同时多节点存储提升了数据的抗毁性与可靠性。

27、（4）在身份资质校验环节采用零知识证明技术，仅验证资质合规性而不获取企业完整资质明文，在完成市场准入校验的同时有效保护企业商业敏感信息，符合《数据安全法》《个人信息保护法》的隐私保护监管要求。

28、（5）加密策略库与交易规则库均支持动态配置，可快速适配不同省份、不同时段的电力现货市场交易规则与安全等级要求，具备较强的场景适配能力与可扩展性。