一种基于区块链技术的共享系统及方法[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810006333.3
(22)申请日 2018.01.02
(71)申请人 罗梅琴
地址 200240 上海市闵行区东川路865弄79
号602室
申请人 王超　汪婷婷
(72)发明人 罗梅琴　王超　汪婷婷　
(51)Int.Cl.
G06Q 30/06(2012.01)
H04L 29/06(2006.01)
H04L 29/08(2006.01)
(54)发明名称一种基于区块链技术的共享系统及方法(57)摘要一种基于区块链技术的共享系统及方法，包括共享信息管理模块：其限制具体各个实体节点的加入及移除条件，根据第三方CA中心发放的授权证书，在全网内对节点进行验证；信息节点配置模块和查询节点配置模块。

区块链P2P网络节点，将交易广播到区块链网络，区块链网络上的每个共享系统节点接收该交易并存储到各自的交易池中；共享信息管理模块：其限制具体各个实体节点的加入条件，根据第三方CA中心发放的授权证书，在全网内对节点进行验证；信息节点配置模块；查询节点配置模块。

通过区块链中的分布式存储、P2P网络、共识算法、加解密、交易验证以及区块验证实现商品的直接共享。

商品的发
起方与接收方直接通过共享系统进行共享交换。

权利要求书3页 说明书7页 附图4页CN 108230109 A 2018.06.29
C N 108230109
A
1.基于一种区块链技术的共享系统，其特征在于，包括：
区块链P2P网络节点：运行在服务器、主机、虚拟机或终端上，用于连接运行在网络上的设备，收到一个共享交易以后，将交易广播到区块链网络，区块链网络上的每个共享系统节点接收该交易并存储到各自的交易池中；
共享信息管理模块：该共享信息管理模块为商品供给侧(如生产商、销售商或个人)、商品需求侧企事业单位或个人、政府监管部门、检测机构、维修保养公司、物流公司、报废回收站、保险公司或定损中心的具体实体单位节点，其限制具体各个实体节点的加入及移除条件，根据第三方CA中心发放的授权证书，在全网内对节点进行验证；
信息节点配置模块：对参与共享商品交换的实体进行配置；
查询节点配置模块：对参与共享商品交换的实体进行配置；
区块链网络中选举出一个节点，将其交易池中一段时间内的交易验证后，打到一个区块内，然后挂在到本节点存储的区块链末端；该节点通知区块链网络中的其他节点，打包区块成功，将区块高度、交易个数等信息广播出去；区块链上的其他节点收到消息后，同样验证交易并将交易打包到区块内，并挂到自己节点的区块链中；这样每一个节点都保存了最长的区块链，保证全网每个共享信息节点保存了一份完整的共享交易账本信息。

2.如权利要求1所述的共享系统，其中的信息节点配置模块进一步包括：
信息节点共享模块：在共享信息节点，部署区块链节点，该区块链节点可以是服务器、主机或虚拟机，在其上运行操作系统，然后部署本共享系统，该共享系统提供分布式数据存储、P2P网络协议、节点唯一标识，节点间共识算法，节点间的数据同步，节点内部署智能合约，节点内支持交易执行的虚拟机、加解密；
共享信息节点记录模块：用于记录共享商品信息，所述共享商品信息包括：共享商品的唯一标识、生产商、生产信息、有效期、说明书、使用寿命、维护情况、清洁情况、新旧程度、需要记录的商品其他信息；
共享交易过程记录模块：用于记录每笔共享商品的交易过程，所述记录的交易内容包括：交易ID、交易商品发起方、接收方信息，共享商品虚拟币等额价值情况、共享时间，商品赔付；
其它共享商品记录模块：自动计算因为损失、附件损坏、事故所引起的折旧费及赔付费。

3.如权利要求2所述的共享系统，进一步包括：
轻量节点配置模块：为每个轻量节点部署一个区块链节点，该区域链节点可以是服务器、主机、虚拟机或带操作系统的终端，在其上运行操作系统，然后部署轻量化的共享系统，该轻量化的共享系统提供分布式数据存储、P2P网络协议、节点唯一标识，节点支持从区块链网络中的共享信息节点下载共享信息区块数据，验证区块头部信息；记录区块链网络中最长链的所有区块的头部信息。

4.如权利要求2所述的共享系统，其特征在于，所述区块链的结构包括区块、交易，其中所述区块链结构包括：
版本号：标识区块链的版本；
时间戳：本次区块生成的时间；
交易Merkle树根摘要：本区块的所有交易生成Merkle树的树根摘要值；
合约状态Merkle树根摘要：本区块的所有合约状态生成Merkle树的树根摘要值；
交易执行结果：本区块链关联的所有交易的执行结果；
前区块摘要值：上一区块链的摘要值；
本区块摘要值：计算本区块内容得到的摘要值；
交易结构包括：ID号：交易唯一标识号；
发起方：共享发起方公钥的摘要值；
Nonce：唯一码；
签名值：使用交易发起方的私钥进行签名；
账联代码：对应所在区块的标识；
接收方标识：共享接收方公钥摘要值。

5.如权利要求4所述的共享系统，其特征在于：对于区块链P2P网络，进一步包括：
网络上的每个设备之间除了支持TCP/IP协议通信外，还可以通过共享系统内的P2P协议进行相邻节点的互相发现，以及节点间的数据路由转发。

6.如权利要求5所述的共享系统，其中查询节点配置模块进一步包括：
历史交换信息及过程查询单元：用于查询每个商品的历史交换信息及过程，
查询节点为一个服务器或主机或虚机，提供从共享信息节点下载最长链的所有区块信息，提供从共享信息节点中进行智能合约调用。

提供将这些区块信息通过key-value的方式导入到查询节点本身的数据库中存储，为上层应用提供所有商品的历史交换信息及过程查询；
检索信息单元：用于通过商品唯一标识可以检索到该商品的所有交换信息，以及交换过程的所有参与方信息；通过商品唯一标识可以查询到商品本身质量信息如生产日期、有效期、质检报告、检测报告；提供每个商品的维护保养、清洁、检测等情况。

提供所有商品或所有交易等查询。

7.一种基于区块链技术的共享方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：注册步骤，在共享系统中注册信息，对参与信息节点进行身份的可靠性验证；
步骤二：身份认证步骤，对参加节点提供的可靠信息如身份证或驾照信息，验证以后生成公私钥对；对个人信息进行加密，记录并保存；
步骤三：共识验证步骤，
根据实体或个人的信用情况，共享系统为他们的账户发放一定数额的虚拟币，共享活动发起方发起商品共享时，商品信息上传至共享系统，共享系统中的生产商、销售商、检验机构均参与共识；
步骤四：共识验证通过以后，共享系统给发起方账户发放商品抵押的虚拟币；共享活动接收方要接收某个共享商品时，根据商品在共享系统中抵押的虚拟币额度，接收方向共享系统释放同样的虚拟币。

共享系统同时不可篡改的记录并广播发起方及接收方这一交换过程。

8.如权利要求7所述的共享方法，其特征在于：
共识验证步骤进一步包括：对于区块链网络内的共享系统验证共享交易，共享系统从区块中获取交易哈希值，然后构建Merkle树所需的哈希值，根据这些哈希值计算Merkle树的根信息，如果计算结果与区块头部信息的Merkle树的根哈希值相等，则交易存在。

9.如权利要求7所述的共享方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：
区块链商品交换步骤：在所有区块链节点上部署智能合约，该合约内容包括记录商品信息或者交换信息；对商品的信息自动进行更新；对商品损坏和赔付情况自动结算；然后通过虚拟币的方式更新到商品交换双方账户；
监督步骤：监督单位在节点上部署应用，监督单位在区块链的共享信息节点部署应用，应用提供访问共享系统上部署的智能合约及虚拟币等所有信息，监督单位上的应用，可以审核和验证商品交易过程的有效性、准确性、个人的信息或者参与方的资质等，对共享交易有否决权；对于共享过程参与方出现失信等行为通过其应用能够提供相应的处罚。

一种基于区块链技术的共享系统及方法
一、技术领域
[0001]本发明涉及计算机应用领域，具体涉及一种基于区块链技术的共享系统及方法。

二、背景技术
[0002]近年来，区块链技术得到广泛关注和发展。

区块链技术，又称为“分布式账本技术”，是一种去中心化、集体维护分布式账本的技术方案，其本质是由多个节点以多实体参与的分布式数据库系统。

区块链不是一种单一的技术，而是多种技术整合的结果如P2P网络、加密、共识算法等，利用区块链技术维护一个可靠的、难以篡改的账本记录，可以降低信任的风险，并能有效的降低众多参与方协作的维护成本。

[0003]近年来，共享单车、共享汽车、共享电动车、共享雨伞、共享篮球、共享民宿等等新兴的共享经济概念的产品大量的进入大众视野。

这些共享类平台，虽然名为共享，实则是一种概念包装下的出租经济的产物。

而真正的共享经济是我的共享给你，而不需要通过另外一个第三方平台“共享”给我们两个。

所以我们会看我们在使用各大共享平台公司的产品时，实际上是一个分时租赁的过程。

各个共享平台公司维护各自的用户数据、商品资源等。

这样导致各大共享平台公司因为数据的安全性无法保证，导致用户数据无法共享，资源无法共享，个人信用也无法在多个平台上积累。

由于无法资源共享，导致资源重复建设，造成极大浪费。

另外广大群众私人物品也没有一个可靠的平台，便捷、安全的进行资源共享交换。

三、发明内容
要解决的技术问题：
[0004]本发明的技术任务是针对以上不足之处，提供一种基于区块链技术的共享系统及方法。

技术方案：
[0005]基于一种区块链技术的共享系统，包括：
区块链P2P网络节点：运行在服务器、主机、虚拟机或终端上，用于连接运行在网络上的设备，收到一个共享交易以后，将交易广播到区块链网络，区块链网络上的每个共享系统节点接收该交易并存储到各自的交易池中；
共享信息管理模块：该共享信息管理模块为商品供给侧(如生产商、销售商或个人)、商品需求侧企事业单位或个人、政府监管部门、检测机构、维修保养公司、物流公司、报废回收站、保险公司或定损中心的具体实体单位节点，其限制具体各个实体节点的加入及移除条件，根据第三方CA中心发放的授权证书，在全网内对节点进行验证；
信息节点配置模块：对参与共享商品交换的实体进行配置；
查询节点配置模块：对参与共享商品交换的实体进行配置；
区块链网络中选举出一个节点，将其交易池中一段时间内的交易验证后，打到一个区块内，然后挂在到本节点存储的区块链末端；该节点通知区块链网络中的其他节点，打包区
块成功，将区块高度、交易个数等信息广播出去；区块链上的其他节点收到消息后，同样验证交易并将交易打包到区块内，并挂到自己节点的区块链中；这样每一个节点都保存了最长的区块链，保证全网每个共享信息节点保存了一份完整的共享交易账本信息。

[0006]所述的共享系统，其中的信息节点配置模块进一步包括：
信息节点共享模块：在共享信息节点，部署区块链节点，该区块链节点可以是服务器、主机或虚拟机，在其上运行操作系统，然后部署本共享系统，该共享系统提供分布式数据存储、P2P网络协议、节点唯一标识，节点间共识算法，节点间的数据同步，节点内部署智能合约，节点内支持交易执行的虚拟机、加解密；
共享信息节点记录模块：用于记录共享商品信息，所述共享商品信息包括：共享商品的唯一标识、生产商、生产信息、有效期、说明书、使用寿命、维护情况、清洁情况、新旧程度、需要记录的商品其他信息；
共享交易过程记录模块：用于记录每笔共享商品的交易过程，所述记录的交易内容包括：交易ID、交易商品发起方、接收方信息，共享商品虚拟币等额价值情况、共享时间，商品赔付；
其它共享商品记录模块：自动计算因为损失、附件损坏、事故所引起的折旧费及赔付费。

[0007]所述的共享系统，进一步包括：
轻量节点配置模块：为每个轻量节点部署一个区块链节点，该区域链节点可以是服务器、主机、虚拟机或带操作系统的终端，在其上运行操作系统，然后部署轻量化的共享系统，该轻量化的共享系统提供分布式数据存储、P2P网络协议、节点唯一标识，节点支持从区块链网络中的共享信息节点下载共享信息区块数据，验证区块头部信息；记录区块链网络中最长链的所有区块的头部信息。

[0008]所述的共享系统，其区块链的结构包括区块、交易，其中所述区块链结构包括：版本号：标识区块链的版本；
时间戳：本次区块生成的时间；
交易Merkle树根摘要：本区块的所有交易生成Merkle树的树根摘要值；
合约状态Merkle树根摘要：本区块的所有合约状态生成Merkle树的树根摘要值；
交易执行结果：本区块链关联的所有交易的执行结果；
前区块摘要值：上一区块链的摘要值；
本区块摘要值：计算本区块内容得到的摘要值；
所述的交易结构包括：
ID号：交易唯一标识号；
发起方：共享发起方公钥的摘要值；
Nonce：唯一码；
签名值：使用交易发起方的私钥进行签名；
账联代码：对应所在区块的标识；
接收方标识：共享接收方公钥摘要值。

[0009]所述的共享系统，对于区块链P2P网络，进一步包括：
网络上的每个设备之间除了支持TCP/IP协议通信外，还可以通过共享系统内的P2P协
议进行相邻节点的互相发现，以及节点间的数据路由转发。

[0010]所述的共享系统，其中查询节点配置模块进一步包括：
历史交换信息及过程查询单元：用于查询每个商品的历史交换信息及过程，
查询节点为一个服务器或主机或虚机，提供从共享信息节点下载最长链的所有区块信息，提供从共享信息节点中进行智能合约调用。

提供将这些区块信息通过key-value的方式导入到查询节点本身的数据库中存储，为上层应用提供所有商品的历史交换信息及过程查询；
检索信息单元：用于通过商品唯一标识可以检索到该商品的所有交换信息，以及交换过程的所有参与方信息；通过商品唯一标识可以查询到商品本身质量信息如生产日期、有效期、质检报告、检测报告；提供每个商品的维护保养、清洁、检测等情况。

提供所有商品或所有交易等查询。

[0011]一种基于区块链技术的共享方法，包括以下步骤：
步骤一：注册步骤，在共享系统中注册信息，对参与信息节点进行身份的可靠性验证；
步骤二：身份认证步骤，对参加节点提供的可靠信息如身份证或驾照信息，验证以后生成公私钥对；对个人信息进行加密，记录并保存；
步骤三：共识验证步骤，
根据实体或个人的信用情况，共享系统为他们的账户发放一定数额的虚拟币，共享活动发起方发起商品共享时，商品信息上传至共享系统，共享系统中的生产商、销售商、检验机构均参与共识；
步骤四：共识验证通过以后，共享系统给发起方账户发放商品抵押的虚拟币；共享活动接收方要接收某个共享商品时，根据商品在共享系统中抵押的虚拟币额度，接收方向共享系统释放同样的虚拟币。

共享系统同时不可篡改的记录并广播发起方及接收方这一交换过程。

[0012]所述的共享方法，共识验证步骤进一步包括：
对于区块链网络内的共享系统验证共享交易，共享系统从区块中获取交易哈希值，然后构建Merkle树所需的哈希值，根据这些哈希值计算Merkle树的根信息，如果计算结果与区块头部信息的Merkle树的根哈希值相等，则交易存在。

[0013]所述的共享方法，进一步包括以下步骤：
区块链商品交换步骤：在所有区块链节点上部署智能合约，该合约内容包括记录商品信息或者交换信息；对商品的信息自动进行更新；对商品损坏和赔付情况自动结算；然后通过虚拟币的方式更新到商品交换双方账户；
监督步骤：监督单位在节点上部署应用，监督单位在区块链的共享信息节点部署应用，应用提供访问共享系统上部署的智能合约及虚拟币等所有信息，监督单位上的应用，可以审核和验证商品交易过程的有效性、准确性、个人的信息或者参与方的资质等，对共享交易有否决权；对于共享过程参与方出现失信等行为通过其应用能够提供相应的处罚。

有益效果：
本发明的一种基于区块链技术的共享系统及方法，通过建立区块链技术将商品交换过程中各参与方个人或实体、供给侧、需求侧、维护保养侧、监管机构等结合起来。

以虚拟币的方式实现商品交换的价值流通。

将交换过程中的数据用安全加密的方式保存下来，有效的
防止信息造假。

通过在区块链平台透明公开、不可篡改的对参与方信用信息、交换过程、虚拟币流通过程进行记录。

不管是供给侧的公司、需求侧的公司、还是对广大群众来说，都可以非常便捷、安全的实现商品(或私人物品)的共享。

通过提供查询节点实现本地数据导入，能够快速、便捷的查询到商品供给信息、交易记录等信息。

对于监管机构来说，大大降低人力成本去管理成本，同时也解决了信息无法最终追踪的问题。

附图说明
[0015]附图1是区块链整体示意图。

[0016]附图2是共享信息节点架构示意图。

[0017]附图3是轻节点架构示意图。

[0018]附图4是查询节点架构示意图。

[0019]附图5是节点区块链结构示意图。

[0020]附图6是参与节点的准入流程图。

[0021]附图7是商品交换业务流程图。

具体实施方式
[0022]一种基于区块链技术的共享系统及方法，下面结合附图1-图7所示以共享汽车系统为例，对本发明作进一步说明。

实施实例：
[0021]基于一种区块链技术的共享汽车系统，包括：
在汽车生产商、销售商、共享汽车需求侧企业单位、个人、交通管理部门、维修保养公司、报废回收站、保险公司、定损中心等单位或实体中部署共享信息节点。

每个节点从第三方CA中心获取CA授权证书。

经过全网验证后，节点准入并参与区块链网络共识及验证。

在共享信息节点上使用虚拟币。

部署轻量节点：任何参与汽车共享的实体或个人均可以部署。

部署查询节点：任何参与汽车共享的实体或个人均可以部署。

区块链P2P网络节点：运行在服务器、主机、虚拟机或终端上，用于连接运行在互联网网络上的设备，收到一个共享汽车交易以后，将汽车交易信息广播到区块链网络，区块链网络上的每个共享汽车系统节点接收该交易并存储到各自的汽车交易池中；
共享信息管理模块：该共享信息管理模块为汽车生产商、汽车销售商、商品汽车需求方(企事业单位或个人)、政府监管部门、检测机构、维修保养公司、物流公司、报废回收站、保险公司或汽车定损中心的具体实体单位节点
信息节点配置模块：对参与共享商品交换的实体进行配置；
查询节点配置模块：对参与共享商品交换的实体进行配置；
区块链网络中选举出一个节点，将其交易池中一段时间内的交易验证后，打到一个区块内，然后挂在到本节点存储的区块链末端；该节点通知区块链网络中的其他节点，打包区块成功，将区块高度、交易个数等信息广播出去；区块链上的其他节点收到消息后，同样验证交易并将交易打包到区块内，并挂到自己节点的区块链中；这样每一个节点都保存了最长的区块链，保证全网每个共享信息节点保存了一份完整的共享交易账本信息。

[0023]所述的共享汽车系统，其中的信息节点配置模块进一步包括：
信息节点共享模块：在共享信息节点，部署区块链节点，该区块链节点可以是服务器、主机或虚拟机，在其上运行操作系统，然后部署本共享汽车系统，该共享系统提供分布式数据存储、P2P网络协议、节点唯一标识，节点间共识算法，节点间的数据同步，节点内部署智能合约，节点内支持交易执行的虚拟机、加解密；
共享信息节点记录模块：用于记录共享汽车信息，所述共享汽车信息包括：共享汽车的唯一标识、生产商、生产信息、有效期、说明书、使用寿命、维护情况、年检情况、事故信息、保险信息、汽车位置信息、关键部件如发动机等信息、燃油信息、充电信息、清洁情况、新旧程度、需要记录的商品其他信息；
共享交易过程记录模块：用于记录每笔共享汽车的交易过程，所述记录的交易内容包括：交易ID、交易商品发起方、接收方信息，共享商品虚拟币等额价值情况、共享时间，商品赔付；
其它共享商品记录模块：自动计算因为损失、附件损坏、事故所引起的折旧费及赔付费。

[0024]所述的共享汽车系统，进一步包括：
轻量节点配置模块：为每个轻量节点部署一个区块链节点，该区块链节点可以是服务器、主机、虚拟机或带操作系统的终端，在其上运行操作系统，然后部署轻量化的共享汽车系统，该轻量化的共享汽车系统提供分布式数据存储、P2P网络协议、节点唯一标识，节点支持从区块链网络中的共享信息节点下载共享汽车的区块数据，验证区块头部信息；记录区块链网络中最长链的所有区块的头部信息。

[0025]所述的共享汽车系统，其中的共享信息节点加入步骤包括：
步骤一：新节点发送入网请求，通过P2P发现寻找相邻节点。

区块链网络中在网的其他节点接收这个请求，如果是相邻节点，则响应请求。

新节点记录这些相邻节点信息。

步骤二：新节点向第三方CA中心，获取CA证书。

步骤三：新节点通过相邻节点提交资质材料至区块链网络。

相邻节点再将这些信息广播出去直至全网。

区块链网络对新节点资质材料进行共识验证。

验证通过后才让新节点真正入网。

[0026]所述的共享汽车系统，其区块链的结构包括区块、交易，其中所述区块链结构包括：
版本号：标识区块链的版本；
时间戳：本次区块生成的时间；
交易Merkle树根摘要：本区块的所有交易生成Merkle树的树根摘要值；
合约状态Merkle树根摘要：本区块的所有合约状态生成Merkle树的树根摘要值；
交易执行结果：本区块链关联的所有交易的执行结果；
前区块摘要值：上一区块链的摘要值；
本区块摘要值：计算本区块内容得到的摘要值；
所述的交易结构包括：
ID号：交易唯一标识号；
发起方：共享发起方公钥的摘要值；。