【摘 要】电力交易与营销数据安全面临篡改、越权访问等风险，区块链技术为解决这些问题提供了可能。文章研究了防篡改测试与权限管控的实际效果。通过多场景模拟攻击，全面测试防篡改能力，涵盖生成、传输、存储等环节验证；量化评估权限管控实效，包括分配精度等多个维度。区块链技术能有效防止数据篡改、精准管控权限，为电力数据安全提供技术参考，助力电力市场安全、高效发展。

【关键词】区块链；电力交易；营销数据；安全机制；数据加密

引言

电力交易与营销数据是电力市场高效运转的核心要素，其安全性直接关乎市场公平，也影响着用户权益。数据篡改、越权访问等风险频发，传统防护手段在应对分布式交易场景下的复杂安全需求时存在局限。区块链技术的防篡改、细粒度权限管控特性，为破解这一难题提供了新的思路。本文立足新发展理念，通过多场景测试与量化评估相结合，验证了区块链在数据防护与权限管理中的实际效能，对构建安全、高效的电力数据生态具有重要意义[1]。

一、核心技术解析

（一）区块链核心特性

去中心化特性依托分布式节点共同维护账本，规避单一中心节点故障引发的数据丢失或篡改风险。电力交易数据在多节点同步存储中保持一致性，哈希算法与链式结构保证了不可篡改性。每笔交易数据生成唯一哈希值，关联前一区块信息。任何修改需同步篡改全网多数节点数据，使得电力营销数据的抗攻击能力大幅提升。时间戳与区块链式关联实现可追溯性，电力交易从发起、执行到结算的全流程数据均可溯源，有利于精准定位营销数据异常节点。智能合约特性借助预设规则自动执行交易与数据校验，降低人工干预带来的操作风险，为电力数据安全提供自动化管控机制。

（二）电力数据安全要素

保密性要求交易价格、用户用电数据等敏感信息仅授权主体可见。非对称加密技术可实现数据传输与存储的权限隔离，防止未授权访问。完整性确保电力交易记录、营销账单等数据在产生与流转中不被篡改，校验机制实时检测数据完整性校验值，保障数据原始状态。可用性要求授权主体可及时获取电力数据，分布式存储与冗余设计避免了单点故障导致的数据不可用。可控性强调数据共享范围与权限的精准管控，与区块链权限管理机制结合，可实现电力营销数据在交易各方间的按需共享与动态授权，平衡数据开放与安全边界。

二、现存安全隐患

（一）交易数据风险点

在交易生成阶段，分布式电源点对点交易数据因终端设备安全防护存在短板，易遭恶意软件植入，交易电量、价格等核心数据可能被篡改，直接影响交易公平性。在数据传输过程中，由于传统中心化通信模式依赖单一信道，导致信道一旦被劫持极易引发数据泄露。购电合同关键条款若被非法获取，交易双方权益都会受损。在存储环节，集中式数据库存在管理漏洞，内部人员可能借机违规篡改交易记录。系统故障也可能造成历史交易数据丢失，责任主体因此难以追溯。在跨区域电力交易中，不同主体的数据格式存在差异，数据交互时易产生校验误差，为数据篡改提供了可乘之机，直接威胁交易数据的可信度。

（二）营销数据漏洞项

用户用电行为数据包含大量隐私信息，传统营销系统权限管理粗放，用户用电习惯、缴费记录等数据可能被过度采集或违规共享，侵犯用户权益。数据共享时，供电企业与第三方服务机构接口缺乏安全隔离，营销数据易遭越权访问。用户电费结算数据若被非授权方获取，可能引发商业信息泄露[2]。动态更新环节缺乏实时校验机制，用户用电数据实时变动无法及时同步至系统，导致账单金额可能与实际用电量不符，数据偏差源头难以快速定位。新能源用户分布式发电数据与电网营销系统对接时，协议不兼容易产生数据断层，形成虚假数据注入漏洞，影响营销数据的准确性。

三、机制架构设计

（一）数据层加密方案

采用非对称加密算法加密交易价格、用户用电数据等敏感信息，生成公钥与私钥配对体系。公钥用于数据传输加密，私钥由数据所属主体单独持有，仅授权方可解密查看。区块内数据引入默克尔树结构，对交易记录与营销账单做哈希摘要处理，多组数据的哈希值逐层聚合形成根哈希，实现数据完整性的快速校验。跨节点传输的实时用电数据采用动态加密密钥机制，密钥随数据传输批次自动更新，降低长期使用固定密钥的泄露风险。结合零知识证明技术，不暴露具体数据内容即可完成跨主体数据验证，可平衡数据加密与交互效率，保障营销数据共享中的隐私安全。

（二）共识层验证机制

采用实用拜占庭容错算法作为基础共识框架，电力交易参与方（发电企业、售电公司、用户节点）共同组成共识节点组，对新生成的交易数据与营销记录开展多轮验证。验证过程中，节点依据预设规则校验数据格式、签名有效性及业务逻辑合规性，经投票机制达成共识后将数据写入区块[3]。高频率的实时用电数据引入分层共识策略，数据按重要性分级，核心交易数据采用全节点共识，非核心营销统计数据采用轻量化共识，验证效率得以提升。此外，建立共识节点动态准入机制，通过节点信誉值评估体系筛选高可信度节点参与验证，恶意节点将被实施权限冻结，防止虚假数据经过共识机制进入区块链，筑牢电力数据安全的共识防线。

四、关键技术应用

（一）智能合约管控

在电力交易环节，合约预设了交易双方的身份验证机制。只有当节点数字签名与区块链身份库匹配时，方可发起交易请求，避免虚假交易主体接入系统。针对交易价格与电量核算，合约内置动态校验算法，可实时比对分布式电源发电量、用户用电量与电网计量数据，自动生成结算清单，确保数据计算过程不可篡改。在营销数据管理中，智能合约设置数据访问权限矩阵，按用户角色（供电企业、用户、监管机构）分配不同的数据查看与修改权限——用户仅可查阅自身用电数据，监管机构可审计全量营销数据但无权修改。合约引入异常行为触发机制，若检测到数据访问频次异常、修改痕迹不符规则，自动冻结相关操作并生成告警信息，并同步信息至区块链监管节点。合约还支持数据生命周期管理，按预设时间自动归档历史交易数据，对过期营销数据执行加密销毁。通过全流程代码化管控，可消除人为操作漏洞，保障电力数据从交易到营销全链条的安全性。

（二）分布式存证路径

在节点部署上，“核心节点+边缘节点”分层架构适用。核心节点来自电网企业、主要发电企业，存储关键交易合同、结算凭证等核心数据；边缘节点包含分布式电源用户、售电终端，存储本地化用电记录、实时营销数据，构成数据就近存证的安全网络。数据分片技术将完整的电力数据集拆分为多个加密片段，按节点的信誉值分配存储任务。由于单一片段无法还原出完整的原始数据，因此单点泄露风险得以显著降低[4]。引入跨节点数据校验机制，定期交叉比对不同节点存储数据的哈希值，若不一致，则自动启动数据修复流程，并从其他节点同步正确数据片段。对于高时效需求的营销数据，采用动态副本策略，根据数据访问频次调整副本数量，并在更多节点生成高频访问数据副本，以确保突发故障时数据的可用性。

五、运行流程构建

（一）交易数据链路

在数据生成阶段，分布式发电设备与用电终端都内置加密芯片，实时采集发电量、用电量等原始数据，生成带有设备唯一标识的加密数据包，确保数据源头不可伪造。数据包进入链路后，经过点对点加密传输协议发送至附近节点，规避开传统集中式传输的信道瓶颈与拦截风险。在链路中段，设置多节点并行验证环节，交易数据需经过至少三个不同类型节点（发电侧、用电侧、监管侧）的交叉校验，验证内容包括数据格式合规性、签名有效性及与历史数据的逻辑一致性。在校验过程中，数据被打包至新区块并附加时间戳，与前一区块哈希值关联形成链式结构，交易数据的时序完整性得到保障。跨区域交易时，链路引入数据格式转换中间层，自动适配不同区域的编码规则。在格式转换过程中，同步完成数据加密与校验，以防止格式差异导致的链路断裂。在数据归档阶段，采用冷热数据分离存储策略，将近期高频访问的交易数据存储于高性能节点，历史数据则迁移至加密归档节点。同时，生成数据索引哈希值并写入主链，确保归档数据可追溯且不占用主链存储资源。

（二）营销数据共享流

共享流起点设置数据脱敏处理模块，对用户身份证号、详细住址等敏感信息进行匿名化转换，保留用电特征、缴费模式等统计分析价值，数据源头的隐私泄露风险随之降低。脱敏后的数据进入共享权限池，按预设的角色权限矩阵自动匹配访问资格，供电企业能获取用户完整的缴费记录，第三方服务机构仅可访问匿名化的用电趋势数据。共享过程采用“请求—验证—授权—传输”四步交互模式，数据需求方发起共享请求，并附加数字签名与用途说明。共享流节点借区块链身份库验证请求方资质，对于符合条件的请求自动触发智能合约，生成临时访问密钥，密钥有效期与共享用途绑定，过期即自动失效[5]。数据传输采用会话加密技术，每次共享都建立独立的加密通道，通道密钥随会话结束即时销毁，避免长期密钥复用带来的安全隐患。共享流设计动态反馈机制，实时记录数据访问频次、用途匹配度等信息。若某一主体频繁访问超出其业务范围的数据，系统会自动降低该主体的共享权限等级并发出预警。对于新能源用户的分布式发电营销数据，共享流设置专项共享通道，可实现用户发电量、余电上网量等数据与电网营销系统的实时同步。在同步过程中，借智能合约自动校验数据与计量设备记录的一致性，保障共享数据的准确性。此外，共享流还支持数据溯源查询，任何一个数据共享操作都记录在区块链中，包括访问主体、时间、用途等信息，为数据滥用追溯提供完整依据，平衡营销数据共享效率与安全管控。

六、安全效能测评

（一）防篡改测试项

在基础测试场景中，聚焦数据生成环节，模拟终端设备被植入恶意程序后的篡改行为，向系统注入虚假的发电量、用电量数据，监测区块链节点的实时响应速度与识别准确率。测试过程中，同步记录数据哈希值变化曲线，观察异常数据是否被节点自动标记并隔离，以及被篡改数据的溯源耗时，评估底层哈希算法对原始数据的保护强度。

在进阶测试阶段，针对传输链路开展中间人攻击模拟。数据跨节点传输时尝试拦截并修改交易价格、缴费金额等关键字段，检测区块链的加密传输机制能否识别数据完整性被破坏，以及被篡改数据在链式结构中引发的校验失败扩散范围。

测试不同网络负载下的防篡改性能时，在高并发交易场景中混入篡改数据，观察系统在处理大量正常数据时能否保持对异常数据的识别敏感度，避免因负载过高导致防篡改机制失效。

极限测试聚焦存储环节的持久化篡改尝试，对归档节点中的历史交易合同、营销账单数据进行物理性修改或删除，验证区块链的分布式备份机制能否通过跨节点数据比对发现缺失或异常，以及数据修复的完整性与时效性。

测试还涵盖智能合约层面的逻辑篡改防御。模拟通过修改合约代码绕过数据校验规则的攻击，评估合约部署前的审计机制与运行时的代码冻结功能对逻辑篡改的拦截效果，确保合约执行过程的不可篡改性。

在整个测试流程中，每个环节都设置多组重复试验，在相同条件下多次注入同类异常数据，以记录节点响应的稳定性，排除单次测试可能存在的偶然误差，使各项性能指标的评估更贴近实际应用场景。

（二）权限管控实效值

权限分配精度测试针对不同角色的访问范围界定，向系统输入模糊身份信息，统计权限矩阵对交叉角色的权限划分准确率、敏感数据的误授权频次，确保权限边界清晰无重叠。

动态调整响应测试模拟权限变更场景，验证用户注销账户后系统对其历史数据访问权限的回收速度，以及供电企业因业务调整需临时扩大数据查看范围时的权限生效耗时。在测试过程中，记录权限变更指令在区块链网络中的同步耗时，并考察相关节点对旧权限凭证失效处理的及时性，以避免权限更新延迟导致的信息泄露风险。同时，评估智能合约在权限自动调整过程中的执行精度，观察当用户拖欠电费达到预设阈值时，合约能否精确冻结其部分用电数据的查看权限，且不影响其他合法权限的正常行使[6]。越权行为拦截率测试通过模拟各类违规访问尝试，如非授权用户试图下载完整营销数据库、低权限节点尝试修改高权限数据，以统计系统对越权行为的识别率与拦截成功率。测试包括合法账户冒用、接口漏洞突破、权限继承链滥用等方式的越权行为。同时，分析区块链权限日志对越权源头定位的准确率，并评估拦截措施对正常业务流程的影响程度，以确保权限管控既能严格防护，又不阻碍合法数据的高效流转。

结语

区块链技术为电力交易与营销数据安全提供了全新的解决方案。核心特性支撑、安全要素明确，可应对现存风险与漏洞。数据层加密、共识层验证筑牢基础，智能合约与分布式存证强化管控，交易链路与共享流保障流转，防篡改测试与权限实效验证效能，这一机制平衡了安全与效率，为电力市场数据安全提供可靠的技术路径，助力其长久、稳定发展。

参考文献：

[1] 胡伟，夏雪，刘劲松.基于多链式能源区块链的电力交易模型[J].系统管理学报，2025，34（03）：697705.

[2] 赵丙镇，孙爽，李达，等.基于区块链的工业园区负荷与储能聚合可信交易研究[J].电力信息与通信技术，2025，23（05）：5260.

[3] 李元诚，胡柏吉，黄戎.基于匿名凭证与区块链的V2G网络电力交易隐私保护认证方案[J].通信学报，2025，46（05）：145158.

[4] 赵盈飞，赵津.基于区块链技术的电力交易系统数据安全与管理机制研究[C]//重庆市大数据和人工智能产业协会，重庆建筑编辑部，重庆市建筑协会.智慧建筑与智能经济建设学术研讨会论文集（一）.丽水正好电力实业集团有限公司配网建设分公司，2025：17851788.

[5] 黎佳涛，张少敏，王保义.基于区块链的多微电网跨链电力交易用户隐私保护方案[J].电力科学与工程，2025，41（06）：5868.

[6] 程琦，陈璐，李金中.区块链技术在分布式电源电力市场交易中的应用[J].中国战略新兴产业，2025（11）：2628.