IEEE 3224-2023
Стандарт IEEE для приложений идентификации экологически чистой энергии на основе блокчейна

Стандартный №

IEEE 3224-2023

Дата публикации

2023

Разместил

Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

Последняя версия

IEEE 3224-2023

сфера применения

Обзор стандарта IEEE 3224-2023 и техническая структура

IEEE 3224-2023, «Стандарт для приложений маркировки экологичной энергии на основе блокчейна», был разработан Комитетом по блокчейну и распределенному реестру IEEE Computer Society и официально утвержден к выпуску 6 декабря 2023 года. Этот стандарт устанавливает подробные требования и спецификации для использования технологии блокчейн в приложениях маркировки экологичной энергии, предоставляя полную техническую основу для планирования, проектирования, создания и эксплуатации систем маркировки экологичной энергии.

Предыстория и значение разработки стандарта

С достижением глобальных целей углеродной нейтральности растет спрос на сертификацию потребления экологичной энергии. Традиционная сертификация экологичной энергии страдает от разрозненности данных, дублирования измерений и трудностей с прослеживаемостью. Распределенная, неизменяемая и прослеживаемая природа технологии блокчейн обеспечивает идеальную техническую основу для маркировки экологичной энергии. Стандарт IEEE 3224 направлен на обеспечение подлинности и уникальности «маркировок экологически чистой энергии» с помощью технологии блокчейн, позволяющей отслеживать, отслеживать и проверять права на протяжении всего их жизненного цикла.

Определение основных терминов

Термины	Определение	Технические характеристики
Зелёная энергия	Использование специального оборудования для генерации энергии для преобразования возобновляемой энергии в электрическую с нулевым или близким к нулю выбросом углекислого газа в процессе производства	Возобновляемые источники энергии, такие как энергия ветра и фотоэлектрические установки
Марка зелёной электроэнергии	Цифровой сертификат, который оценивает и удостоверяет уровень потребления зелёной электроэнергии в соответствии с единой методологией	Цифровая сертификация и прослеживаемость
Зелёный Power Certificate	Электронный сертификат с уникальным кодом, выдаваемый предприятиям по производству электроэнергии, подключенным к сети возобновляемой энергии	Уникальность и электроника

---

Техническая архитектурная система

Стандарт предлагает пятиуровневую техническую архитектурную систему для обеспечения полной технической поддержки системы приложений идентификации зеленой электроэнергии на основе блокчейна:

Инфраструктурный уровень

В основе системы лежат три функциональных компонента: хранилище, вычисления и одноранговая сеть:

• Компонент хранения: реализует распределенное хранение различных типов данных во время работы блокчейна и повышает надежность данных
• Вычислительный компонент: обеспечивает поддержку вычислительной мощности для работы системы блокчейна и может использоваться каждым узлом в одноранговой сети
• Портовая сеть: использует распределенный протокол портовой сети для организации различных сетевых узлов в блокчейне и обеспечивает эффективную и безопасную портовую связь

Уровень данных

Содержит системные данные и бизнес-данные, из которых бизнес-данные охватывают:

• Информация о субъекте рынка: название компании, единый код социального кредита, информация о законном представителе и т. д.
• Информация о контракте: номер контракта, количество электроэнергии, цена электроэнергии, информация о покупателе и продавце, информация о передаче и т. д.
• Информация о расчетах: период расчетов, количество электроэнергии для расчетов, плата за электроэнергию для расчетов, номер соответствующего зеленого сертификата и т. д.

Уровень платформы

Основные функции, такие как механизм консенсуса, смарт-контракт и механизм безопасности, реализуются на основе уровня инфраструктуры и уровня данных:

Функциональный модуль	Технические требования	Сценарий применения
Механизм консенсуса	Поддержка участия нескольких узлов в проверке консенсуса с отказоустойчивостью	Проверка транзакций, синхронизация данных
Смарт-контракт	Поддержка извлечения данных, хранения в цепочке, учета и оценки данных о потреблении и т. д.	Автоматическое выполнение бизнес-логики идентификации зеленой электроэнергии
Сервис шифрования	Предоставление симметричных, асимметричных, дайджест-, хэш- и других алгоритмов	Безопасность данных, идентификация аутентификация

---

Модель приложения и ключевые процессы

Модель приложения из четырех модулей

Стандарт определяет модель приложения, которая включает четыре функциональных модуля:

1. Модуль регистрации учетной записи: Потребители зеленой электроэнергии подают заявки на открытие учетной записи в управляющее агентство
2. Модуль извлечения данных и он-чейн доказательств: Извлечение необработанных данных о потреблении зеленой электроэнергии из учреждений, торгующих электроэнергией
3. Модуль учета данных о потреблении зеленой электроэнергии и оценки поведения: Оценка на основе заданного алгоритма оценки с помощью смарт-контрактов
4. Модуль выдачи идентификации потребления зеленой электроэнергии: Выдача соответствующей идентификации потребления зеленой электроэнергии в соответствии с уровнем оценки

Ключевые бизнес-процессы

Стандарт подробно определяет технические требования к следующим ключевым бизнес-процессам:

Учетная запись Процесс регистрации

Пользователь подаёт заявку на регистрацию в управляющую организацию через приложение узлового терминала. После того, как управляющая организация проверит идентификационную информацию пользователя, блокчейн-система получает открытый ключ пользователя и подаёт заявку на регистрацию стороннему поставщику услуг цифровой сертификации. После этого открытие учётной записи завершается, открытый ключ пользователя привязывается к информации учётной записи и сохраняется.

Извлечение данных и хранение в цепочке

Требования к извлечению данных сформулированы для данных вне цепочки, данных в цепочке и данных хранилища IPFS соответственно:

• Данные вне цепочки: извлечение и проверка данных достигаются с помощью смарт-контрактов Oracle
• Данные в цепочке: обмен данными достигается через интерфейс смарт-контракта цепочки хранения данных
• Данные IPFS: полное извлечение и анализ файлов через структуру Merkel DAG

Учет и оценка потребления зеленой электроэнергии

Загруженные данные о потреблении зеленой электроэнергии агрегируются и рассчитываются с помощью смарт-контрактов для создания определенных расчетных значений в качестве данных оценки потребления зеленой электроэнергии. Формула оценки:

Данные о потреблении зеленой электроэнергии предприятием j Y_j = ∑_i=1ⁿ α_i X_ji

где α_i представляет собой вес, соответствующий X_ji, удовлетворяющий условию ∑_i=1ⁿ α_i = 1, а X_ji представляет собой показатель потребления зеленой электроэнергии предприятием j X_i.

Выдача этикеток зеленой электроэнергии

Потребление зеленой электроэнергии оценивается, сертифицируется и выдается ежегодно, при этом каждый идентификатор действителен в течение одного года. На этикетке указана как минимум основная информация о потребителе зеленой электроэнергии, общем объеме торговли зеленой электроэнергией, общем объеме торговли зелеными сертификатами, общем потреблении электроэнергии, доле зеленой электроэнергии и сроке действия.

---

Рекомендации по внедрению и передовой опыт

Рекомендации по технической реализации

На основе стандартных требований предлагаются следующие рекомендации по технической реализации:

1. Разработка смарт-контрактов: рекомендуется использовать язык Solidity для программирования смарт-контрактов, чтобы обеспечить безопасность и надежность контрактов.
2. Проектирование структуры NFT: рекомендуется следовать таким стандартам, как ERC-721, ERC-1155 и NEP-11, при построении структур NFT.
3. Решение для хранения данных: объедините хранилище внутри цепочки и распределенное хранилище IPFS, чтобы сбалансировать доступность данных и затраты на хранение.
4. Взаимодействие между цепочками: установите функции взаимодействия между цепочками с другими группами цепочек для более широкого обмена данными и делового сотрудничества.

Рекомендации по организационному управлению

Стандарт разъясняет распределение ответственности между всеми сторонами. В процессе внедрения следует уделять внимание:

• Разделение труда между обслуживающими организациями: Разъяснить обязанности поставщиков бизнес-платформ, поставщиков блокчейн-платформ и пользователей услуг
• Требования к соблюдению нормативных требований: Обеспечить соответствие системы требованиям регулирующих органов к управлению блокчейн-сервисами
• Интеграция сторонних сервисов: В полной мере использовать сторонние сервисы поддержки, такие как сервисы сетевого синхронизации, сервисы аутентификации сертификатов и сервисы аутентификации удостоверений

Оценка рисков и реагирование

В процессе внедрения следует уделять внимание следующим рискам и сформулировать соответствующие меры реагирования:

Тип риска	Потенциальное воздействие	Меры реагирования
Технические риски	Уязвимости смарт-контрактов, сбои механизмов консенсуса	Множественные аудиты, механизмы восстановления после сбоев
Риски данных	Утечка и подделка данных	Защита шифрования и контроль доступа
Риски соответствия	Изменения в политике регулирования	Постоянный мониторинг и гибкая корректировка

---

Перспективы применения стандарта и тенденции развития

Выпуск стандарта IEEE 3224-2023 предоставляет стандартизированное руководство по применению технологии блокчейн в области зеленой энергетики, что имеет важное практическое значение и перспективы развития:

Значение применения

• Повышение прозрачности: сделайте данные о потреблении зеленой электроэнергии общедоступными, прозрачными и защищенными от несанкционированного доступа с помощью технологии блокчейн
• Повышение эффективности: избегайте повторных измерений и учета и снижайте стоимость сертификации зеленой электроэнергии
• Повышение доверия: создайте надежную систему сертификации потребления зеленой электроэнергии на основе технических средств
• Упрощение транзакций: предоставление надежной технической поддержки и основы доверия для транзакций зеленой электроэнергии

Тенденции развития

С углублением продвижения целей углеродной нейтральности и постоянным развитием технологии блокчейн приложения маркировки зеленой электроэнергии на основе блокчейн продемонстрируют следующие тенденции развития:

1. Конвергенция технологий: глубокая интеграция с такими технологиями, как Интернет вещей, большие данные и искусственный интеллект
2. Расширение экосистемы: Распространение приложений из энергетической отрасли на сферы, связанные с углеродом
3. Международное сотрудничество: Содействие трансграничному взаимному признанию сертификации «зелёной» электроэнергии и соблюдению международных стандартов
4. Регулятивные технологии: Предоставление технических инструментов и информационной поддержки для регулирования выбросов углерода

IEEE 3224-2023, ключевой стандарт для приложений блокчейна в секторе «зелёной» электроэнергии, обеспечит мощную техническую поддержку и стандартные гарантии для продвижения глобального «зелёного» и низкоуглеродного перехода. Все заинтересованные стороны должны активно продвигать внедрение этого стандарта, исходя из особенностей своего бизнеса и технических условий, и совместно строить более «зелёное» и надёжное энергетическое будущее.