一种基于区块链的碳排放交易方法

1.本发明涉及碳排放交易和区块链技术领域，尤其涉及基于区块链的碳排放交易平台。


背景技术：

2.中国作为全球最大的碳排放国，积极建立碳交易市场，计划在实现2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和目标。自2011年11月中国国家发改委批准北京上海等七个省市建立试点碳排放权交易市场以来，碳交易量逐年增长，我国碳交易市场建设正在逐步完善。但是目前我国碳排放交易市场仍存在诸多问题，传统的碳交易模式下，信息不对称、数据不透明、信任机制缺乏等问题导致交易双方要付出更多精力进行考察，企业之前要对交易数量、交易金额进行协商，交易流程繁琐，拖慢了交易效率。


技术实现要素：

3.基于上述问题，本发明设计一种公开透明的碳排放交易方法，满足目前碳排放交易市场对建立有效信任机制的迫切需求，具有重要的意义和巨大的应用价值。本方法采用公开透明可追溯的区块链技术，结合智能合约，将传统的碳排放交易流程上链，建立数据共享平台。企业配额交易环节采用链下拍卖的方式，买家将包含出价金额，前一笔交易哈希值等信息的交易签名后发送给卖家，卖家对该交易签名后广播给其余买家，其余买家在此价格基础上继续出价发送交易给卖家，重复上述过程，直至拍卖时间结束。其技术方案为，
4.一种基于区块链的碳排放交易方法，包括以下步骤，
5.s1.建立由政府、控排企业以及第三方核查机构组成的区块链网络；
6.s2.控排企业获取活动水平数据、排放因子数据，并制定预期排放计划，然后使用政府的公钥加密后调用排放合约，将活动水平数据、排放因子数据和预期排放计划密文上传到碳排放交易平台；
7.s3.政府每周在链下解密数据，将解密后的活动水平数据和排放因子转换为碳排放量，若计算后的结果偏离企业制定的预期排放计划，调用排放合约触发预警事件，通知控排企业检查碳排放；
8.s4.控排企业根据历史排放数据生成碳排放数据报告，使用政府公钥加密后调用报告上传合约，将碳排放数据报告密文上传到碳排放交易平台；
9.s5.政府或委托第三方核查机构从碳排放交易平台获得解密后企业的碳排放报告和对应的历史数据，对企业进行碳核查，并生成碳核查报告，利用政府公钥加密后调用报告上传合约，将碳核查报告密文上传到碳排放交易平台；
10.s6.政府参考链上历史数据，为控排企业制定碳配额，并调用碳配额管理合约，将各控排企业的碳配额写入碳排放交易平台；
11.s7.拥有多余碳配额的控排企业，和/或，碳配额不足的控排企业发布拍卖信息，多余碳配额的控排企业与碳配额不足的控排企业参与链下拍卖，拍卖完成后由发布信息的一
方调用拍卖合约，将拍卖结果上链；
12.s8.拍卖链下结算后，政府调用拍卖合约将拍卖交付结果上链，完成碳配额的转让；
13.s9.控排企业调用配额管理合约提交所用配额，履行清缴义务，用于清缴的碳配额要在碳排放交易平台中注销。
14.进一步优选的，步骤s7中，调用拍卖合约的必须和发布拍卖信息的是同一企业。
15.进一步优选的，步骤s2中，
16.步骤s21：控排企业对活动水平数据、排放因子数据使用哈希函数获得哈希值，使用政府公钥对活动水平数据、排放因子数据进行加密获得密文；
17.步骤s22：控排企业调用排放合约将哈希值和密文上传到碳排放交易平台，使用控排企业私钥为该交易签名。
18.进一步优选的，步骤s4中，
19.步骤s41：控排企业使用政府公钥对排放数据报告进行加密获得密文；
20.步骤s42：控排企业调用报告上传合约将密文上传到碳排放交易平台，使用控排企业私钥为该交易签名。
21.进一步优选的，步骤s5中，
22.步骤s51：政府从链上查询并下载控排企业的历史排放数据和排放数据报告，并使用私钥进行解密,将解密后的数据发给第三方核查机构；
23.步骤s52：第三方核查机构对控排企业出具的碳排放报告进行碳核查；
24.步骤s53：第三方核查机构生成核查报告，使用政府公钥对核查报告进行加密获得密文；
25.步骤s54：第三方核查机构调用报告上传合约将密文上传到碳排放交易平台，使用第三方核查机构私钥为该交易签名。
26.进一步优选的，步骤s7中，卖方发布拍卖信息，步骤如下，
27.步骤s71：作为卖方的控排企业调用拍卖合约发布拍卖信息，其中拍卖信息包括：拍卖额度，起拍价，拍卖持续时间；
28.步骤s72：作为买方的控排企业调用拍卖合约报名参加竞拍；
29.步骤s73：参与拍卖的买卖双方链下自组网进行拍卖交易，买方组织一笔包含时间戳timestamp，交易序号txnum，出价金额的交易amount，使用自己的私钥sk_buyer签名后发送给卖方；
30.步骤s74：卖方收到交易后若对该出价认可，则对该交易签名并广播给全体买方；
31.步骤s75：其余买方收到广播后，若想参与竞拍，则使用哈希函数处理广播收到的交易得到交易哈希值，然后组织一笔包含时间戳timestamp，交易序号txnum，前一笔交易的哈希值pretxhash，出价金额的交易amount，使用自己的私钥sk_buyer签名后发送给卖家；
32.步骤s76：卖方收到交易后若对该出价认可，则对该交易签名并广播给全体买方，如此循环迭代，形成一条区别于主链的由双签名交易组成的哈希链，直至拍卖结束；
33.步骤s77：卖方在拍卖结束时间内，调用拍卖合约将拍卖结果和哈希链的最后一笔双签名交易上传；
34.步骤s78：拍卖合约验证卖方上传交易的双签名，若验证通过，将拍卖结果记录在
链上，否则返回验签失败提示。
35.进一步优选的，步骤s7中，买方发布拍卖信息，步骤如下，
36.步骤s7-1：作为买方的控排企业调用拍卖合约发布拍卖信息，其中拍卖信息包括：拍卖额度，起拍价，拍卖持续时间；
37.步骤s7-2：作为卖方的控排企业调用拍卖合约报名参加竞拍；
38.步骤s7-3：参与拍卖的买卖双方链下自组网进行拍卖交易，卖方组织一笔包含时间戳timestamp，交易序号txnum，出价金额的交易amount，使用自己的私钥sk_buyer签名后发送给买方；
39.步骤s7-4：买方收到交易后若对该出价认可，则对该交易签名并广播给全体卖方；
40.步骤s7-5：其余卖方收到广播后，若想参与竞拍，则使用哈希函数处理广播收到的交易得到交易哈希值，然后组织一笔包含时间戳timestamp，交易序号txnum，前一笔交易的哈希值pretxhash，出价金额的交易amount，使用自己的私钥sk_buyer签名后发送给买方；
41.步骤s7-6：买方收到交易后若对该出价认可，则对该交易签名并广播给全体卖方，如此循环迭代，形成一条区别于主链的由双签名交易组成的哈希链，直至拍卖结束；
42.步骤s7-7：买方在拍卖结束时间内，调用拍卖合约将拍卖结果和哈希链的最后一笔双签名交易上传；
43.步骤s7-8：拍卖合约验证买方上传交易的双签名，若验证通过，将拍卖结果记录在链上，否则返回验签失败提示。
44.进一步优选的，排放合约、碳配额管理合约和拍卖合约均属于智能合约的一部分；
45.排放合约用于实现活动水平数据，排放因子等企业排放数据和预期排放计划的上传以及排放数据监测的功能需求，由控排企业、政府在履约期以前发出调用请求，触发智能合约自动执行；
46.报告上传合约用于实现企业排放数据报告和核查报告的上传。由控排企业、第三方核查机构在规定期限内上传数据时发出调用请求，触发智能合约自动执行。
47.碳配额管理合约用于实现初始化碳配额分配和清算碳配额的功能需求，由政府发出调用请求，触发智能合约自动执行；
48.拍卖合约用于实现控排企业之间碳配额交易的功能需求，由发布拍卖信息的控排企业和政府发出调用请求，触发智能合约自动执行。
49.有益效果
50.1.本方法基于区块链系统，建立数据共享平台，所有交易均公开，极大的增强了整个碳交易过程的透明度和公开性，同时也实现了碳交易数据的可追溯，防止由于企业和地方政府之间信息不对称造成的企业和第三方机构联合数据造假行为。
51.2.本方法利用非对称加密算法保证链上各方进行数据上传时，只有拥有特定权限的人才可以解密数据，防止在上传链路中存在恶意节点窃取机密数据。
52.3.本方法采用链下拍卖的方式，交易需得买卖双方签名方可视为有效，只将最后一笔有效交易提交至智能合约上链，中间所有交易作废，减轻了上链压力。省去中间机构的撮合环节，简化了交易流程，提高了交易效率。
53.术语解释
54.碳交易：即把二氧化碳排放权作为一种商品，买方通过向卖方支付一定金额从而
获得卖方一定数量的二氧化碳排放权，从而形成了二氧化碳排放权的交易。
55.碳核查：指第三方服务机构对参与碳排放权交易的碳排放管控单位提交的温室气体排放报告进行核查的过程。
56.碳配额：指经政府主管部门核定，企业所获得的，一定时期内向大气中排放的温室气体(以二氧化碳当量计)的总量。
附图说明
57.图1为碳交易流程图。
58.图2为碳排放拍卖交易流程图。
具体实施方式
59.以下详细说明都是例示性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。
60.一种基于区块链的碳排放交易方法，包括以下步骤，
61.s1.建立由政府、控排企业以及第三方核查机构组成的区块链网络；
62.s2.控排企业获取活动水平数据、排放因子数据，并制定预期排放计划，然后使用政府的公钥加密后调用排放合约，将活动水平数据、排放因子数据和预期排放计划密文上传到碳排放交易平台；
63.步骤s21：控排企业对原始数据使用哈希函数获得哈希值，使用政府公钥对原始数据进行加密获得密文；
64.步骤s22：控排企业调用排放合约将哈希值和密文上传到碳排放交易平台，使用控排企业私钥为该交易签名。
65.s3.政府每周在链下解密数据，将解密后的活动水平数据和排放因子转换为碳排放量(碳排放量计算参照现有技术中国城市能源消费碳排放核算方法比较及案例分析——基于“排放因子”与“活动水平数据”选取的视角_碳计量(碳核算)【碳交易网——全球领先的碳市场中文门户网站】(tanjiaoyi.com))，若计算后的结果偏离企业制定的预期排放计划，调用排放合约触发预警事件(事件为智能合约发出的信号。智能合约的前端ui，例如，dapps、web.js，或者任何与ethereum json-rpc api连接的东西，都可以侦听这些事件。事件可以被索引，以便以后可以搜索事件记录。)，通知控排企业检查碳排放；
66.s4.控排企业根据历史排放数据生成碳排放数据报告，使用政府公钥加密后调用报告上传合约，将碳排放数据报告密文上传到碳排放交易平台；
67.步骤s41：控排企业使用政府公钥对碳排放数据报告进行加密获得密文；
68.步骤s42：控排企业调用报告上传合约将密文上传到碳排放交易平台，使用控排企业私钥为该交易签名。
69.s5.政府或委托第三方核查机构从碳排放交易平台获得解密后企业的碳排放报告和对应的历史数据，对企业进行碳核查，并生成碳核查报告，利用政府公钥加密后调用报告上传合约，将碳核查报告密文上传到碳排放交易平台；
70.步骤s51：政府从链上查询并下载控排企业的历史排放数据和排放数据报告，并使用私钥进行解密,将解密后的数据发给第三方核查机构；
71.步骤s52：第三方核查机构对控排企业出具的碳排放报告进行碳核查；
72.步骤s53：第三方核查机构生成核查报告，使用政府公钥对核查报告进行加密获得密文；
73.步骤s54：第三方核查机构调用报告上传合约将密文上传到碳排放交易平台，使用第三方核查机构私钥为该交易签名。
74.s6.政府参考链上历史数据，为控排企业制定碳配额，并调用碳配额管理合约，将各控排企业的碳配额写入碳排放交易平台；
75.s7.拥有多余碳配额的控排企业，和/或，碳配额不足的控排企业发布拍卖信息，多余碳配额的控排企业与碳配额不足的控排企业参与链下拍卖，拍卖完成后由发布信息的一方调用拍卖合约，将拍卖结果上链；
76.s8.拍卖链下结算后，政府调用拍卖合约将拍卖交付结果上链，完成碳配额的转让；
77.s9.控排企业调用配额管理合约提交所用配额，履行清缴义务，用于清缴的碳配额要在碳排放交易平台中注销。
78.排放合约、碳配额管理合约和拍卖合约均属于智能合约的一部分；其中
79.排放合约用于实现活动水平数据，排放因子等企业排放数据和预期排放计划的上传以及排放数据监测的功能需求，由控排企业、政府在履约期以前发出调用请求，触发智能合约自动执行；
80.报告上传合约用于实现企业排放数据报告和核查报告的上传。由控排企业、第三方核查机构在规定期限内上传数据时发出调用请求，触发智能合约自动执行。
81.碳配额管理合约用于实现初始化碳配额分配和清算碳配额的功能需求，由政府发出调用请求，触发智能合约自动执行；
82.拍卖合约用于实现控排企业之间碳配额交易的功能需求，由发布拍卖信息的控排企业和政府发出调用请求，触发智能合约自动执行。
83.实施例1
84.步骤s7中，若是卖方发布拍卖信息，步骤如下，
85.步骤s71：作为卖方的控排企业调用拍卖合约发布拍卖信息，其中拍卖信息包括：拍卖额度，起拍价，拍卖持续时间；
86.步骤s72：作为买方的控排企业调用拍卖合约报名参加竞拍；
87.步骤s73：参与拍卖的买卖双方链下自组网进行拍卖交易，买方组织一笔包含时间戳timestamp，交易序号txnum，出价金额的交易amount，使用自己的私钥sk_buyer签名后发送给卖方；
88.步骤s74：卖方收到交易后若对该出价认可，则对该交易签名并广播给全体买方；
89.步骤s75：其余买方收到广播后，若想参与竞拍，则使用哈希函数处理广播收到的交易得到交易哈希值，然后组织一笔包含时间戳timestamp，交易序号txnum，前一笔交易的哈希值pretxhash，出价金额的交易amount，使用自己的私钥sk_buyer签名后发送给卖家；
90.步骤s76：卖方收到交易后若对该出价认可，则对该交易签名并广播给全体买方，
如此循环迭代，形成一条区别于主链的由双签名交易组成的哈希链，直至拍卖结束；
91.步骤s77：卖方在拍卖结束时间内，调用拍卖合约将拍卖结果和哈希链的最后一笔双签名交易上传；
92.步骤s78：拍卖合约验证卖方上传交易的双签名，若验证通过，将拍卖结果记录在链上，否则返回验签失败提示。
93.实施例2
94.步骤s7中，若是买方发布拍卖信息，步骤如下，
95.步骤s7-1：作为买方的控排企业调用拍卖合约发布拍卖信息，其中拍卖信息包括：拍卖额度，起拍价，拍卖持续时间；
96.步骤s7-2：作为卖方的控排企业调用拍卖合约报名参加竞拍；
97.步骤s7-3：参与拍卖的买卖双方链下自组网进行拍卖交易，卖方组织一笔包含时间戳timestamp，交易序号txnum，出价金额的交易amount，使用自己的私钥sk_buyer签名后发送给买方；
98.步骤s7-4：买方收到交易后若对该出价认可，则对该交易签名并广播给全体卖方；
99.步骤s7-5：其余卖方收到广播后，若想参与竞拍，则使用哈希函数处理广播收到的交易得到交易哈希值，然后组织一笔包含时间戳timestamp，交易序号txnum，前一笔交易的哈希值pretxhash，出价金额的交易amount，使用自己的私钥sk_buyer签名后发送给买方；
100.步骤s7-6：买方收到交易后若对该出价认可，则对该交易签名并广播给全体卖方，如此循环迭代，形成一条区别于主链的由双签名交易组成的哈希链，直至拍卖结束；
101.步骤s7-7：买方在拍卖结束时间内，调用拍卖合约将拍卖结果和哈希链的最后一笔双签名交易上传；
102.步骤s7-8：拍卖合约验证买方上传交易的双签名，若验证通过，将拍卖结果记录在链上，否则返回验签失败提示。
103.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。