基于区块链技术打造的众享充设计方案解析

工程师周亮 发表于 2018-09-21 14:36:52 收藏 已收藏
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基于区块链技术打造的众享充设计方案解析

工程师周亮 发表于 2018-09-21 14:36:52

众享充共享经济平台作为连接供需双方的纽带,是基于区块链技术和共享经济为核心,整合人、车、桩资源,打造生态智能的快速充电共享平台。在区块链技术的基础下建立一套安全可靠、技术可信的账本体系,利用区块链体系中的优势,众享充平台供方与需求方可以不需要了解对方基本信息的情况进行自动交易,真正实现了“无需信任的信任”,改变了传统模式中以第三方为中心的信任模式。大大的降低了成本,简化了流程,降低一些不必要的交易成本及制度性成本。改善当前低迷的经济环境更有现实意义。为当前盛行的充电共享经济网络进行技术支撑,将传统的充电共享上升到一个新的高度。

众享充平台是由众享充技术研发团队发起的项目,联合了国内外充电行业、区块链行业的技术资源、资本和人脉资源,计划打造一个完全由国人研发的基于区块链技术的快速充电共享经济平台。项目立项之初,咨询了国内外知名的专家、学者、企业家以及电力行业和传统的共享充电平台人士。我们认为,基于区块链的充电共享平台具有无穷的应用场景、广阔的发展空间。因此, 特制定此白皮书,希望招纳一帮志同道合的伙伴,为这个中国快充共享经济网络项目贡献力量!

众享充设计方案

1 设计基础

众享充基于区块链技术和共享经济为基础,结合当前充电桩痛点和传统充电桩共享平台的弊端,运用区块链、物联网、云计算、移动互联网、大数据、等新一代信息技术,创新提供高效、可靠、便捷、共享经济解决方案。

2 设计原则

众享充是将用户私人充电桩纳入到平台中。把充电桩闲置时间进行共享盈利,每个用户即是“桩主”也是“消费者”,通过众享充实现资源共享共用,消费者通过手机软件搜索到可共享的充电桩,并根据“桩主”设置共享时间来预约充电,用户充电直接支付桩主,桩主立即获取共享收益。

3 技术核心

众享充技术核心是基于区块链具有分布式点对点、去中心化、共识信任机制、信息不可篡改、开放性、匿名性等特点。区块链技术特征与充电桩共享的应用需求具有很好的结合点,可以避免中心化平台带来的弊端。基于区块链技术可以构建运行生态化、认证公平化、合约智能化、信息透明化的应用系统。然而,区块链技术在处理能力、时效性、存贮效率等方面存在的局限性,阻碍了其在更多领域中应用。满足了交易处理能力和数据容量的需求,适合于高频交易场景需求。实现去中心化、安全、高效的充电桩共享经济。

系统架构

为满足不同的业务需要,众享充平台采用四层架构:

钱包(Decentration Wallet):采用区块链的去中心化技术,负责采用分布式方式记录交易数据;

云端系统(Cloud System):负责提供数据给APP、调度充电资源、管理充电流程

移动APP(Application):负责展示充电资源、与云端交互充电流程;

充电设备平台(Embedded Recharge Platform):负责管控充电设备、与云端交互充电流程。

基于区块链技术打造的众享充设计方案解析

1 钱包

传统在线交易项目实施过程中经常遇到的如下痛点:

1、数据容易被开发人员或黑客为达到某种目的而进行人为篡改;

2、交易记录不可回溯,只能依赖有可能被篡改的中间服务器记录;

3、用户对交易过程、结果等记录不信任。

针对这3个痛点,基于区块链技术的去中心化钱包应运而生。去中心化,顾名思义,不再像传统的交易平台那样一切基于交易平台这一个“中心”。而所有的交易记录全部由多个节点同时记录,例如一次交易同时有100个节点确认。这样首先从根本上避免了技术人员恶意篡改,进而大大增加了黑客攻击的成本,需攻破51个节点才能篡改数据。而没有一个“中心”的平台的技术架构,本身也让用户更信任交易记录的权威性。

去中心化钱包有如下三个特点:

1.个人财富是隐私的,在自己不愿公开的情况下不应该被随便知晓。

2.个人财富不会因通货膨胀而缩水,所以货币不应该再增发而导致通货膨胀;

3.个人拥有自己财富的话语权,这个话语权是指中心化的机构不能掌控,也不能篡改,更不能抢走。

而钱包作为虚拟币“妈妈”一般的存在,是加密数字货币最底层的工具应用,几乎和token并生,比交易所的出现更早。它的作用就是让那串产生在链上的代码收益显性化,变成大众可识别、可计量的数字符号。一般的基于区块链技术的钱包从交易方式上划分,可分为On-chain和Off-chain,从字面意思理解,前者就是链上交易,所有交易记录均可在链上查询到,后者为链下钱包,交易不经过链上,快速方便。系统钱包采用链上的方式,保证所有记录都存储与链上,方便可查。

另外,私钥作为一个“人”的唯一地址标识,在区块链的技术上不可或缺,系统中私钥从存储方式上有热钱包和冷钱包两种,两者各有特点。

冷钱包:

适合大额资金的钱包,钱包的公私钥对离线生成,用户可以生成任何一个所喜欢的密钥对,密钥选定后,即可提供以 G 开始的公钥接受大额资金,自己托管保管好以 S 开始的私钥信息。

热钱包:

热钱包适合小额快速交易场景,热钱包密钥采用托管方式,当用户注册钱包账户时,将采用用户的支付密码对生成的私钥在用户电脑本地通过 3DES 加密,并将加密结果通过 SSL协议托管在钱包云端。即在网络上传输和云端存储的热钱包密钥信息是用户加密后的数据,除钱包用户外,任何人无法获取到私钥的原始内容。当用户需要签署交易时,将从钱包云端服务器获取托管的私钥,并由用户输入支付密码对内容在用户本地电脑进行解密,解密成功后,钱包本地程序将以私钥签署交易信息,并提交到超级区块链网络进行交易。

系统采用热钱包的方案,优先保证交易迅速快捷。私钥的生成方式采用了确定性钱包的方案,在保证用户私钥的安全性,方便钱包的管理、备份以及导入。

考虑到系统前期运营成本与稳定性,钱包的去中心化方案上我们选择了轻钱包(SPV)的方式,即通过 Web 方式访问钱包。钱包采用 SSL 协议,支持赛门铁克 CA 证书。同时,钱包可支持冷钱包和热钱包。

基于区块链技术打造的众享充设计方案解析

2 云端系统

云端系统是整个系统的核心部分(Core Component)。包含了整个流程控制、记录、与钱包交互、与设备交互、与APP交互的桥梁作用。

系统采用SpringMVC+Mybatis+Redis+Oracle的核心架构。基于最新的Web3.1技术,基于分布式敏捷开发系统架构,提供整套公共服务模块:集中权限管理(SSO单点登录)、消息队列、WebService接口、内容管理(CMS)、支付中心(Payment Center)、用户管理、存储系统、配置中心、日志分析、任务和通知等。

Spring MVC是目前最通用的Java平台框架,广泛应用与金融、贸易、B2B、政府管理等各大领域。有丰富的扩展功能,优秀的执行逻辑,高可用的代码架构等特点。通过策略接口,Spring 框架是高度可配置的,而且包含多种视图技术:JavaServer Pages(JSP)技术、Velocity、Tiles、iText和POI等。Spring MVC 分离了控制器、模型对象、过滤器以及处理程序对象的角色,这种分离让它们更容易进行定制。支持本地化(Locale)解析、主题(Theme)解析及文件上传等;提供了非常灵活的数据验证、格式化和数据绑定机制;提供了强大的约定大于配置(惯例优先原则)的契约式编程支持。

同时为了针对高并发的场景,云端系统采用nginx集群部署方式,使用Redis缓存集群管理缓存提升访问效率,使用Oracle数据库集群减少数据库读写瓶颈。

3 移动APP

采用IOS+Android双移动端方案,对接地图服务和定位服务,实时显示附近的充电资源,管理充电进程,管理支付等,最大限度的减少用户使用成本。

预约充电功能,使用户足不出户即可预约充电资源,防止高峰期使用时遇到的抢不到资源问题。

充电后支付,支付通过虚拟币,一键即可完成,最大限度的提升使用效率,减少对用户的时间浪费,提升产品的用户体验。

钱包浏览器功能,用户可随时随地回溯自己的虚拟币交易记录,充电交易记录,且交易记录的数据不可篡改,增加用户的信任感。

4 充电设备平台

采用物联网(Internet of Things)的理念,使用物联网的DDS(Data Distribution Service for Real-Time Systems)数据交换协议,保证数据交互时的实时性和准确性。

DDS是面向实时系统的数据分布服务,由权威通讯协议组装OMG提出,主要适用分布式高可靠性、实时传输设备数据通信。目前DDS已经广泛应用于国防、民航、工业控制等领域。

平台使用嵌入式技术控制设备,使设备具备与云端交互的功能。主要负责对设备的硬件级控制和与云端交互。

可控制智能开关,在用户选择充电之后开始供电充电,充电完成时自动断电,完全智能化/程序化控制。可接收云端的控制指令,根据云端指示完成对设备的控制。同时可将控制日志/设备消息等信息发送到云端,完成交互流程。

基于区块链技术打造的众享充设计方案解析

读写器采用51单片机作为中央处理器,51单片机具备IO口读写功能,支持串口协议,SPI协议,IIC协议,可扩展,编程简单,成本价格低,低功耗等显著的特点。读写器将采集到的传感器数据上传到中继器,也可以从中继器中获取数据来控制这些传感器。读写器将通过传感器采集到的模拟信号转换成数字信号,然后封装可发送的包数据,也可以直接发送给基站。传输数据的物理条件用两种方案:通过串口线用485总线协议实现对数据的实时传输,这种方案传输效率高,数据稳定,成本高,不方便扩展。485总线的好处在于可以实现底层组网功能,自带RCC校验;也可以通过无线电磁波去传输采集到的传感器数据,硬件可以选择RF射频芯片去发送无线数据。

智能开关采用轻量级的工控标准实现,采用标准323或485串口总线协议,接收客户端发出的指令并控制充电电路的开闭。并及时回馈客户端控制指令是否成功准确执行,若发生命令执行问题,应及时通知客户端,并由客户端发起通知信息到云端,执行对出错日志记录与处理。

客户端加密后数据可以通过加密后的https通信发送给服务端,由于需要传输可靠的数据,系统中的客户端与云端交互选择高加密规范的https协议。并且在请求中,对所有的数据进行加密处理,最大限度的防止对云端的黑客攻击。

项目优势

1 共享资源创造价值

众享充平台作为连接供需双方的纽带,以智能合约技术构建区块链生态系统,实现去中心化、安全、高效和自动的充电桩点对点共享。让私人充电桩主在满足自用外,可以通过平台把充电桩大量闲置时间共享,让私人充电桩桩主与用户通过充电桩共享资源进行交易,私人桩主在共享益资源时从中获得收益。

2 去信任化交易

去中心化交易是众享充的核心。事实上,在共享经济模式下,交易双方建立直接支付通道的情形并不多见。陌生的交易双方往往需要借助中间人构建间接支付通道网络。区块链的自信任主要体现于分布于区块链中的用户无须信任交易的另一方,实现桩主与用户之间在不需要互信的情况下进行去中心化交易。

3 去中心化即时支付

消费者在众享充平台充电成功后用数字货币完成即时支付,桩主实时地收到了对应金额(扣除一定手续费)的法币。

4 信息公开透明

系统是开放的,除了交易各方的私有信息被加密外,区块链的数据对所有人公开,任何人都可以通过公开的接口查询区块链数据和开发相关应用,因此整个系统信息高度透明。

5 数据安全高不可篡改

一旦信息经过验证并添加至区块链,就会永久的存储起来,除非能够同时控制住系统中超过51%的节点,否则单个节点上对数据库的修改是无效的,因此区块链的数据稳定性和可靠性极高。

6 物联网智能充电桩

物联网充电桩采用自主研发的车联网充电桩标识模块,可连接由该中心研发的车联网云平台,实现对充电桩群的车联网管理和APP预约充电。同时该模块集成无线认证技术,实现桩位与车位的互联互通。

7 建立强大社群体系

充电桩主与电动车主形成庞大社群,维系社群中点对点信任是可持续发展的关键。

8 降低独有权需求

基于区块链技术,建设成熟、稳定、可靠的共享经济模式,利用共享资源可以降低独自拥有充电桩的需求。

发行计划

为研发、推广和运营众享充项目,众享充团队计划向社会公开募集研发、推广和运营资金,以支持项目的快速发展。经过众享充团队跟律师事务所、评估机构多次沟通,决定发行12亿的众享充代币(AS),并承诺众享充代币AS 永不增发。

众享充代币(AS)从投资价值、稳定性、安全性能等方面考虑,最终决定代币的兑换选用以太坊(ETH)进行,因为以太坊具有长期上涨态势,众享充团队也注重价值投资,也提倡价值投资,所以很鼓励使用以太坊作为兑换币。众享充将在 众筹 后 30 天内完成发放和交易所的上线交易工作。同时众享充团队将和各交易所保持良好的沟通,以保证代币届时登陆多家大型主流交易所。更好彰显众享充(AS)价值和魅力。

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