区块链应用新思路 | 基于面料的在线拍卖系统

概括

区块链是一种时间序列数据结构，它以类似于链表的方式组织块数据。 它还依赖于使用哈希函数来获得不可篡改和不可伪造的分布式分布式账本。 它可以安全地以某种格式存储数据。 , 在时间上有顺序关系的数据，可以在系统中验证。 在网络拍卖应用的背景下，本文提出了一种基于Hyperledger Fabric的网络拍卖系统，为区块链技术的应用提供了一种新的思路。

网络拍卖应用背景分析

在 Lucking-Reiley 早期的文章中，在线拍卖首次出现于 1993 年，传统拍卖开始利用互联网的电子邮件和新闻功能扩展到互联网 [1]； Wurman 指出，早在 1988 年，使用电子邮件和新闻组的在线拍卖已经产生 [2]。 而被公认为最早拍卖网站的eBay于1995年开始运营，至今仍是电子商务的典范。 早期的拍卖方式比较简单。 首先，拍卖师利用电子媒体描述拍卖品的特征，然后竞买人通过电子邮件进行报价。 拍卖师根据收集到的报价单确定最终的中标人和成交价格[3]。 这些特点导致了对在线拍卖系统的需求，Freemarkets、OpenSite、TradingDynamics、Moai等公司应运而生，这些电子拍卖系统提供商的出现使得在线拍卖能够更安全地处理更大的交易而很快，也使得网络拍卖的形式逐渐摆脱了传统拍卖的束缚，形成了具有自身特色的定价机制。

据全国拍卖行业管理信息系统[4]显示，2017年前三季度，全国拍卖公司共举办拍卖42286场，成交额5152.11亿元，同比增长75.29%。 看到这个市场的巨大潜力，京东、阿里等电商巨头纷纷加速布局。 此前，苏宁易购推出的零起拍价“闪拍”业务、淘宝司法拍卖等，已在拍卖机构和消费者中积累了一定的知名度[5]。

网络技术的发展使得网络拍卖的发展越来越广泛和深入，也使得网络拍卖系统的风险越来越突出。 一方面，网上拍卖系统提供了拍卖信息的及时性和共享性； 另一方面，也增加了网络拍卖系统的风险。 信息共享增加了在线拍卖系统受到攻击的可能性。

在线拍卖的当前问题

传统拍卖环境下的风险防范措施已不能保证网络拍卖业务的保密性、完整性和安全性。 由于这些原因比特币区块包括哪些字段，在线拍卖欺诈是最普遍的在线欺诈形式。 许多网店经营者最头疼的就是网络交易中的欺诈行为。 因为网络拍卖欺诈不仅影响拍卖交易双方的诚信，也直接影响网络拍卖人的利益。 因此，有必要根据网络拍卖的特点，研究网络拍卖系统可能存在的各种风险及相应的防范措施。

网络拍卖欺诈的特征包括[6]：

(1) 缩短交易时间

由于在线拍卖是一个巨大的虚拟空间，可以快速检测到欺诈行为。 在传统诈骗中，骗子需要很长时间才能赢得受害人的信任。 然而，网络拍卖欺诈往往发生在较短的时间内。

(2) 高价值产品

显然，欺诈者必须获得收入来补偿欺诈风险。 因此，网络拍卖欺诈往往集中在收藏品（钱币、珍稀邮票、体育纪念品等）和电子产品（电脑等）等高价值产品市场。 为了取得交易者的信任，不法分子甚至以低价值的产品进行合法交易，以博取信任。

（三）受影响人数众多

在线拍卖欺诈通常同时涉及多个交易者，从而最大化欺诈操作的回报。

因此，在线拍卖系统需要确保公平性、不可否认性/不可伪造性/可验证性、完整性、投标的机密性和投标人的匿名性。

区块链技术简介

区块链是比特币的基础支撑技术。 它最早出现在中本聪出版的《比特币：一种点对点电子现金系统》中。 这种不需要信任基础的点对点交易系统的方法已经被比特币证明是可行的，比特币自2009年开始运行。区块链技术的突出优势在于去中心化设计。 通过使用加密算法、时间戳、树结构、共识机制和奖励机制，可以在不需要信任节点的分布式网络中实现基于去中心化信用的点对点。 交易解决了当前中心化模式可靠性差、安全性低、成本高、效率低的问题。 区块链以其独特的优势备受关注，相关研究和应用一时间呈现井喷之势。 区块链技术被认为是继大型机、个人电脑、互联网、移动社交之后的第五种颠覆性计算范式。 它是人类信用进化史上继血缘信用、贵金属信用、央行纸币信用之后的第四次。 里程碑。 从广义上讲，区块链技术有望彻底重塑人类社会活动形态，给金融、科技、文化、政治等领域带来深刻变革[7]。

区块链技术将给电子拍卖带来变革

区块链是一种由类似于链表的数据块按时间顺序排列组成的数据结构，以密码学方式保证不可篡改、不可伪造的分布式去中心化账本，可以安全存储简单、有序、可验证的关系数据体制内。 区块链技术为交易双方提供无需第三方的可信交易。 通过参与节点保存的分布式账本，保证交易的不可篡改、可追溯和交易完整性； 整个区块链网络扁平化的拓扑模型保证了参与者身份的平等性，保证了交易双方的公平性； 区块链还使用与密码学相关的技术来保持双方身份的匿名性。 良好的隐私保护； 同样，匿名监管也适用于当前的区块链技术，在保留用户匿名性的同时，所有交易都受到监管机构的监管。

综上所述，区块链技术最能满足在线拍卖的需求。 借助区块链技术实现安全可靠的在线拍卖系统。

基于Fabric的在线拍卖系统实现细节

本在线拍卖系统通过IBM LinuxOne部署Hyperledger Fabric基础网络，通过Hyperledger Composer完成Chaincode的开发，借助Flask框架完成前端，通过生成的REST API完成前后数据交互。

图1 基于面料的在线拍卖系统框架

图1是网上拍卖系统的结构图。 区块链网络部署在 IBM LinuxOne 主机上。 Hyperledger Composer 用于编写包含所需实体的链代码并部署到区块链网络。 启动rest server提供REST API服务，具体步骤可参考

链代码中定义了用户、项目、资产和拍卖等实体类。 User 包括常规字段，例如属性 user_id、username、pwd 和 email； item包括status, seller_id, description, item_name, timestamp, duration, current_bid, total_bids, start_bid, item_id, timestamp_end, wishlist等比特币区块包括哪些字段，其实这和传统WebApp的数据库设计很像。

本在线拍卖系统使用Flask框架完成了一个简单的demo展示，有登录、物品、心愿单、历史记录等页面，满足普通限量拍卖的需求。

安全和性能分析

LinuxONE 提供的一些功能可以提高 IBM 区块链网络的性能和安全性 [8]，包括：

多个用户是分开的。 IBM 通过逻辑分区 (LPAR) 实现这种隔离。 逻辑分区满足最高商业安全标准——EAL5+安全认证。 公司的LinuxONE平台是唯一支持EAL5+的区块链平台。

抵御外部攻击。 Secure Service Container 是 IBM LPAR 的一种特殊形式。 它将所有软件封装在一个安全、可信和签名的容器中，该容器像设备一样被密封和验证以防止篡改，最终保护区块链实施免受外部攻击。

钥匙是安全的。 IBM 的 LinuxONE 通过对区块链容器中的所有数据进行加密，进一步提高了安全性。 此外，密钥存储在特殊的防篡改 Crypto Express5S 卡中，以防止特权用户通过截图获取区块链数据。

IBM LinuxOne 的性能毋庸置疑。 IBM LinuxONE拥有可扩展的I/O系统、最大的内存空间（32TB）、业界最快的商用微处理器、最大的缓存，满足区块链分布式架构。 面对大量重复的、不可预测的工作负载。 从硬件、编码、超级账本等多个层面对区块链常用的加密算法进行优化，实现区块链应用性能的显着提升。 而IBM LinuxONE的全冗余架构和强大的Scale-up/Scale-out能力也为保障区块链应用的稳定性和持续扩展提供了基础。

总而言之，使用 IBM LinuxOne 部署区块链网络在安全性和性能方面具有巨大的优势。

应用前景分析

我国网络拍卖市场潜力巨大。 据中国互联网络信息中心（CNNIC）统计，截至2017年6月，我国网民规模达7.51亿，半年累计新增网民1992万人。 互联网普及率为54.3%，比2016年底提高1.1个百分点[9]。 由于中国拥有庞大的上网人口基数，网络拍卖所依托的用户基数庞大，网络拍卖在中国的发展潜力巨大。 未来几十年，区块链技术将快速发展，网络拍卖的不确定性风险将一一暴露在公民面前。 届时，网络拍卖与区块链的结合将成为必然。 接下来，对自身的优势和劣势做一个简单的评估。

优势分析

(1) 大大降低了网上拍卖的风险

在基于区块链的拍卖系统模式下，所有的交易都会首先由交易者发送到区块链上，全世界的“新矿工”都可以通过共享公钥访问这些交易来完成。 半数矿工验证交易后，交易被验证，大大减少了交易方遭受的欺诈，有效抵御了欺诈者的各种欺诈手段，对保护交易的合法性和合理性起到了很大的作用。

（2）进一步降低拍卖成本

传统的拍卖流程需要高昂的费用，拍卖服务商还要在安保、场地、广告等方面投入大量资金。 基于区块链的在线拍卖系统在提供高安全性服务的同时，也降低了这些成本，为交易双方带来了直观的经济利益。

(3) 匿名投标和匿名监控

竞拍者无需再担心自己的隐私被泄露，以完全匿名的方式参与整个拍卖过程。 同时提供相应的匿名监管，使监管部门能够参与网络拍卖，规范网络拍卖相关业务，维护网络拍卖行业健康运行秩序，最大限度降低网络拍卖风险，保护利益。参与者，促进在线拍卖和经济健康发展。

弱点评估

由于区块链的技术特点，目前的交易处理速度还不能满足高频交易的需求。 以比特币为例，一笔交易的确认时间长达60分钟。 如何提升区块链的性能，直接关系到在线拍卖系统的使用体验。

未来展望

网络拍卖市场潜力巨大，同时也面临着一些传统拍卖所没有的问题。 区块链技术的出现很大程度上避免了这些问题的出现，区块链技术呈现出快速发展的趋势。 相信在不久的将来，将会出现更加高效、安全的区块链，为网络拍卖行业提供有力的支持。

西安电子科技大学计划与IBM Development Lab进一步合作，开展区块链技术的相关培训工作，如定期举办讲座、开展相关课程等，让更多感兴趣的同学得到有效的指导。

参考

【1】 Lucking-Reiley D. (2000)，“互联网拍卖：拍卖什么，如何拍卖？” 工业经济学杂志，48, 227–252。

【2】 Wurman, PR (2004)。 在线拍卖网站管理。 互联网百科全书，Wiley。 2：709-719。

【3】 陈建、陈锡龙、宋锡平主编。 拍卖理论与网上拍卖[M]． 清华大学出版社，2005

【4】前三季度全国拍卖成交额5152.11亿元[EB/OL]。

【5】 电子商务巨头布局在线拍卖市场[EB/OL].

【6】黄正伟，高寅之。 网络拍卖安全研究[J]． 计算机安全，2006(7):33-36。

【7】沉鑫，裴庆启，刘雪峰． 区块链技术述评[J]． 网络与信息安全学报, 2016, 2(11).

【8】 Charles King，确保企业区块链网络的安全：浅谈 IBM 区块链和 LinuxONE [EB/OL]。 Pund-IT, Inc.

【9】中国互联网络信息中心． 2017年个人互联网应用发展现状[J]. 科技中国． 2017(9).