Система автоматизированного учета, контроля и оплаты услуг на основе технологий блокчейн и криптографии

Изобретение относится к системе автоматизированного учета, контроля и оплаты услуг на основе технологий блокчейн и криптографии. Технический результат заключается в повышении надежности выполнения транзакций. Система содержит АРМ абонентов, оказывающих услуги, АРМ управляющих компаний, сервер, содержащий личные кабинеты абонентов потребителей услуг, сеть блокчейн, квартирные датчики потребления абонентов потребителей услуг, общедомовые датчики потребления абонентов управляющих компаний, систему автоматизированного учета и контроля за измерительными датчиками потребления, многоканальное радиопередающее устройство, мультиплексор, системы автоматизированного съема измерений с датчиков потребления, шины данных, отдельную шину транзакций по выписыванию счетов, оплаты услуг и выдачи квитанций, при этом автоматизированные рабочие места (АРМ) абонентов потребителей услуг, АРМ абонентов, оказывающих услуги, АРМ управляющих компаний выполнены с возможностью формирования блока данных для сети блокчейн, шифрования этих данных с помощью открытого ключа, создания ЭЦП, подписи данных с помощью ЭЦП, получения соответствующих этому абоненту данных из сети блокчейн, расшифровки полученных данных с помощью закрытого ключа, с возможностью скачивания, обновления и хранения актуальной версии базы цепи блоков сети блокчейн, АРМ абонентов потребителей услуг соединены с квартирными датчиками потребления этих абонентов и выполнены с возможностью формирования блока данных на основании полученных данных датчиков потребления и передачи сформированного блока данных через двунаправленную шину данных в сеть блокчейн, АРМ управляющих компаний соединены с общедомовыми датчиками потребления и выполнены с возможностью формирования блока данных на основании полученных данных датчиков потребления и передачи сформированного блока данных через двунаправленную шину данных в сеть блокчейн, система автоматизированного учета и контроля за измерительными датчиками потребления через радиоканал подключена к многоканальному радиопередающему устройству, связанному с мультиплексором, получающим цифровые данные с систем автоматизированного съема измерений с датчиков потребления, связанных с квартирными датчиками потребления абонентов потребителей услуг и с общедомовыми датчиками потребления абонентов управляющих компаний, при этом система автоматизированного учета и контроля за измерительными датчиками потребления выполнена с возможностью формирования блока данных на основании полученных данных датчиков потребления и передачи сформированного блока данных через шину данных в сеть блокчейн, АРМ абонентов, оказывающих услуги, выполнены с возможностью формирования счета на оплату услуг, шифрования данных счета открытым ключом, подписи этих данных с помощью ЭЦП и передачи данных этой транзакции в сеть блокчейн, получения данных из личных кабинетов абонентов потребителей услуг, АРМ управляющих компаний выполнены с возможностью формирования счета на оплату услуг, шифрования данных счета открытым ключом, подписи этих данных с помощью ЭЦП и передачи данных этой транзакции в сеть блокчейн, получения данных из личных кабинетов абонентов потребителей услуг, АРМ абонентов потребителей услуг выполнены с возможностью получения из сети блокчейн зашифрованных данных счета, относящегося к данному абоненту, расшифровки этих данных закрытым ключом, проведения транзакции оплаты по данным полученного счета через сервер посредством личного кабинета соответствующего абонента, при этом АРМ абонентов потребителей услуг связаны через сеть блокчейн и двунаправленную шину данных с АРМ управляющих компаний, через двунаправленную шину данных, сеть блокчейн и через отдельную шину транзакций по выписыванию счетов, оплаты услуг и выдачи квитанций связаны с АРМ абонентов оказывающих услуги, через двунаправленную шину данных и сеть блокчейн связаны с АРМ абонентов, оказывающих услуги, с сервером и с соответствующими этим абонентам личными кабинетами, АРМ абонентов, оказывающих услуги, через отдельную шину транзакций по выписыванию счета, оплаты услуг и выдачи квитанций и через двунаправленную шину данных связаны с АРМ управляющих компаний, через шину данных связаны с системой автоматизированного учета и контроля за измерительными датчиками потребления, через отдельную шину транзакций по выписыванию счетов, оплаты услуг и выдачи квитанций связаны с сервером и личными кабинетами абонентов потребителей услуг, АРМ управляющих компаний через двунаправленную шину данных связаны с сервером и с личными кабинетами абонентов потребителей услуг, при этом АРМ абонентов потребителей услуг, АРМ абонентов, оказывающих услуги, АРМ управляющих компаний, сервер обеспечивают формирование в сети блокчейн распределенных реестров всех транзакций учета, контроля и оплаты услуг отдельно для абонентов потребителей услуг, абонентов, оказывающих услуги, абонентов управляющих компаний и серверов. 10 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к системам сбора и передачи данных их контролинга и учета с биллинг оплатой полученных услуг на основе криптографических технологий блокчейн в рамках единой сети жилищного фонда районов, префектур, округа или города.

Уровень техники

Известно возможное практическое применение технологий блокчейн в сфере жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ), где стороны потребления услуг и их оказания не доверяют друг другу. Свойства и возможности блокчейн-технологии для контролинга и биллинга в ЖКХ полностью устраняют возникшие противоречия (см. Кемайкин Н.К. Технологии блокчейн в сфере жилищно-коммунального хозяйства //Общество: политика, экономика, право, 2017г. ISSN 2071-9701).

Известным недостатком предложенных схем является отсутствие разработки в них конкретной структуры и технологии самой сети блокчейн и модели абонентов, их участников: абонентов-потребителей услуг, абонентов-поставщиков услуг. В то же время выводом из вышеприведенного источника следует, что технология блокчейн повышает эффективность контролинга и биллинга, особенно в сфере жилищно-коммунального хозяйства.

Известна вычислительно-эффективная система обработки, передачи и аудита показаний измерительных средств, в которой расчеты (транзакции) между пользователями осуществляются на основе технологии блокчейн.

В ней, в основном, рассматривается процесс денежных транзакций на известных технологиях блокчейн в финансовых учреждениях (US 20170109735 А1). В (US 20170109735 А1) отмечено, что внедрение в ЖКХ блокчейн-технологии могло бы решить задачу непрозрачности расчетов стоимости оказываемых услуг, и проследить весь путь транзакции от своего компьютера до конца. Особенно это касается средств, зарабатываемых управляемыми компаниями за счет договоров аренды нежилых помещений, находящихся в ее ведении. Об этом уже говорилось в (Кемайкин Н.К. Технологии блокчейн в сфере жилищно-коммунального хозяйства // Общество: политика, экономика, право, 2017 г. ISSN 2071-9701).

Наиболее близкой к изобретению по решаемой технологической задаче является автоматизированная система управления процессом передачи цифровых данных по мультисервисной сети жилищного фонда (патент RU 2284562 «Автоматизированная система управления процессом передачи цифровых данных по мультисервисной сети жилищного фонда»), содержащая единую волоконно-оптическую сеть, каждая из которых включает двунаправленный канал для двунаправленной передачи данных в направлении абонентских устройств, например, его компьютера, и от абонентских устройств, выполненных с использованием единой волоконно-оптический сети и двунаправленную шину (домовой коммутатор), соединенной с персональными компьютерами, в каждом жилом доме подключены датчики потребления холодной (горячей) воды, электроэнергии, газа как квартирные, так и общедомовые с возможностью преобразования аналоговых, электромеханических, механических, акустических, световых и других сигналов в электрические сигналы в цифровой форме для их передачи, обработки и регистрации, к единой волоконно-оптический сети подключены органы территориального управления.

Данная автоматизированная система управления процессом передачи цифровых данных по мультисервисной сети жилищного фонда направлена на расширение функциональных возможностей системы управления процессом передачи цифровых данных при снижении стоимости системы и обеспечения возможности подключения всего населения жилищного фонда автоматизированной системой цифровых данных.

Недостатком такой мультисервисной системы является отсутствие криптостойкости передачи цифровых данных при совершении денежных транзакций, оплате абонентами потребленных ими услуг, что приводит к возможности нарушения посторонними лицами целостности и достоверности данных, а также отсутствие возможности контролировать законность всех транзакций всех участников сети всеми участниками блокчейн сети.

При этом учитывается условие того, что абоненты, как потребители услуг, так и оказывающие услуги центры не являются профессиональными криптографами и пользователями соответствующих компьютерных технологий, а майнеры играют роль, отличающуюся от роли майнеров криптовалют.

Раскрытие сущности изобретения

Техническим результатом, на достижение которого направлено настоящее изобретение является расширение функциональных возможностей автоматизированной системы учета, контроля и оплаты услуг на основе технологий блокчейн, хешчейн и криптографии, заключающееся в проведении контролинга и криптостойкого биллинга всей цепочки транзакций между абонентами-потребителями услуг и абонентами, оказывающими услуги, а так же между управляющими компаниями и абонентами, получающими услуги по содержанию жилых помещений и контролинг всеми абонентами сети договоров, заключаемых управляющими компаниями со сторонними организациями на нежилые объекты собственников жилья.

Указанный технический результат достигается за счет того, что функциональные возможности автоматизированной системы учета, контроля и оплаты услуг на основе технологий блокчейн, хешчейн и криптографии расширяются за счет введения трех взаимосвязанных алгоритмов ее криптостойкого функционирования.

Алгоритмы и основные операции, осуществляющие абонентами сети, приведены ниже. В них приняты следующие обозначения операций и общих параметров:

- Множество «Абонентов» - множество всех возможных абонентов;

- «» - Закрытый ключ шифрования, используется для шифрации одной стороной;

- «» - Открытый ключ шифрования, используется для дешифрации другой стороной;

- «» - Закрытый ключ шифрования, используется для дешифрации сообщений одной стороной;

- «» - Открытый ключ шифрования, используется для шифрации сообщений второй стороной. Также «адрес» потребителя услуг;

- Множество «Поставщиков услуг» - множество всех возможных поставщиков услуг;

- «» - Закрытый ключ шифрования ЭЦП (электронной цифровой подписи), используется для шифрации одной стороной;

- «» - Открытый ключ шифрования ЭЦП, используется для дешифрации другой стороной;

- «» - Закрытый ключ шифрования, используется для дешифрации сообщений оригинальной стороной;

- «» - Открытый ключ шифрования, используется для шифрации сообщений второй стороной. Так же «адрес» поставщика услуг;

- Множество «Майнеров» - множество всех возможных майнеров;

- «» - Закрытый ключ шифрования ЭЦП, используется для шифрации оригинальной стороной;

- «» - Открытый ключ шифрования ЭЦП, используется для дешифрации другой стороной;

- «» - Закрытый ключ шифрования, используется для дешифрации сообщений оригинальной стороной;

- «» - Открытый ключ шифрования, используется для шифрации сообщений второй стороной. Также «адрес» майнера;

- Множество Управляющих компаний - множество всех возможных управляющих компаний;

- «» - Закрытый ключ шифрования ЭЦП, используется для шифрации оригинальной стороной;

- «» - Открытый ключ шифрования ЭЦП, используется для дешифрации другой стороной;

- «» - Закрытый ключ шифрования, используется для дешифрации сообщений оригинальной стороной;

- «» - Открытый ключ шифрования, используется для шифрации сообщений второй стороной. Также «адрес» майнера;

- Множество «Транзакций (внутренних блоков)» - множество всех возможных транзакций;

- - передаваемые данные;

- LPWAN - (англ. Low-power Wide-area Network - «энергоэффективная сеть дальнего радиуса действия») - беспроводная технология передачи небольших по объему данных на дальние расстояния;

- Множество блоков - все возможные блоки;

- «» - Номер блока цепи;

- «» - Время создания блока;

- «» - Случайный параметр;

- «» - значение хеша предыдущего блока.

Алгоритм 1

Алгоритм заключения контракта (Фиг. 1) между абонентом, потребляющим услуги и абонентом, оказывающим услуги, обеспечивающий:

- контролинг деятельности поставщиков услуг по оплате услуг каждым конечным потребителем сети;

- автоматический контроль и сохранение целостности данных, предоставляемых абонентами от их искажений посторонними лицами;

- снижение затрат на содержание сети путем ликвидации ненужных посредников.

Эти функции достигаются путем введения криптостойкого хеширования внутренних и внешних блоков и организацией распределенного реестра между всеми абонентами сети.

Описание алгоритма:

Шаг 1. Абонент заполняет данные бланка контракта поставщика услуг , зашифровывает их с помощью , создает :

Сформировав свой внутренний блок , посылает его в сеть БЧ, где блок попадает в очередь всех еще не включенных во внешние боки цепи.

Шаг 2. Майнер оформляет внешний блок с учетом предыдущего хеша внешнего блока цепи БЧ и данных всех внутренних находящихся в очереди: , после успешного формирования, посылает внешний блок по реестру, где тот становится частью БЧ контрактов.

Шаг 3. Поставщик услуг находит в данных внешних блоков сети БЧ, адресованный ему от абонента внутренний блок . Вскрывает его своим секретным ключом шифрования , дополняет свою часть в данные контракта , оформляет свой внутренний блок и посылает его в сеть БЧ, где блок попадает в очередь всех еще не оформленных во внешний бок цепи.

Шаг 4. Майнер оформляет внешний блок с учетом предыдущего хеша внешнего блока цепи БЧ и данных всех внутренних находящихся в очереди: , после успешного формирования, посылает внешний блок по реестру, где тот становится частью БЧ контрактов.

Шаг 5. Абонент находит в данных внешних блоков сети БЧ адресованный ему от поставщика услуг внутренний блок . Вскрывает своим секретным ключом , подписывает данные контракта , оформляет новый внутренний блок после, направляет в сеть БЧ, где блок попадает в очередь всех еще не оформленных во внешний бок цепи.

Шаг 6. Майнер оформляет внешний блок с учетом предыдущего хеша внешнего блока цепи БЧ и данных всех внутренних находящихся в очереди: , после успешного формирования, посылает внешний блок по реестру, где тот становится частью БЧ контрактов.

В результате поставщик услуг находит в данных внешних блоков сети БЧ адресованный ему от абонента внутренний блок . Вскрывает своим секретным ключом шифрования уже сформированный и подписанный контракт.

Алгоритм 2

Алгоритм контроля приборов измерения и оплаты счета поставщикам услуг абонентами, потребляющими услуги, в ручном режиме (Фиг. 2) или автоматическом режиме (Фиг. 3) измерения на объекте потребления, который позволяет осуществить:

- обеспечение криптостойкости алгоритмов с уменьшением в существенной степени кибератаки на сеть, что повышает надежность ее функционирования;

- прозрачность деятельности всех участников сети жилищно-коммунального хозяйства позволяет выявлять нарушения ими в сети, что в свою очередь снижает нецелевые траты денежных средств и, как следствие, уменьшает расходы потребителей услуг и поставщиков услуг;

- криптостойкость биллинга всех участников сети приводит к невозможности компьютерных атак на абонентов сети.

Эти цели достигаются введением блокчейн-технологии и криптографических ключей по технологии двойных ключей: открытая часть ключа и закрытая (приватная) часть ключа всех участников сети индивидуальна, а также введение распределенного реестра и юридического лица, оказывающего услугу в виде органа государственных услуг.

Описание алгоритма контроля приборов измерения и оплаты счета поставщикам услуг абонентами, потребляющими услуги, в ручном режиме:

Шаг 1. Абонент записывает данные счетчика . Шифрует с помощью и подписывает :

Сформировав свой внутренний блок , посылает его в сеть БЧ, где блок попадает в очередь всех еще не включенных во внешние боки цепи.

Шаг 2. Майнер оформляет внешний блок с учетом предыдущего хеша внешнего блока цепи БЧ и данных всех внутренних находящихся в очереди: , после успешного формирования, посылает внешний блок по реестру, где тот становится частью БЧ контрактов.

Шаг 3. Поставщик услуг находит в данных внешних блоков сети БЧ адресованный ему от абонента внутренний блок . Вскрывает его своим секретным ключом шифрования . На основании данных , формирует счет на оплату услуг для , шифрует их открытым ключом и подписывает

Сформировав свой внутренний блок , посылает его в сеть БЧ, где блок попадает в очередь всех еще не включенных во внешние боки цепи.

Шаг 4. Майнер оформляет внешний блок с учетом предыдущего хеша внешнего блока цепи БЧ и данных всех внутренних находящихся в очереди: , после успешного формирования, посылает внешний блок по реестру, где тот становится частью БЧ контрактов.

Шаг 5. Абонент находит в данных внешних блоков сети БЧ адресованный ему от поставщика услуг внутренний блок . Вскрывает своим секретным ключом счет от поставщика услуг и проводит оплату через Госуслуги посредством личного кабинета.

Шаг 6. Госуслуги переводят деньги поставщику услуг .

Описание алгоритма контроля приборов измерения и оплаты счета поставщикам услуг абонентами, потребляющими услуги, в автоматическом режиме:

Шаг 1. Со счетчиков с радиоканалом снимаются данные с помощью мониторинговой системы LPWAN и передает поставщику услуг .

Шаг 2. Поставщик услуг принимает данные от автоматической системы сбора и формирует счет на оплату услуг для , шифрует их открытым ключом и подписывает

Сформировав свой внутренний блок , посылает его в сеть БЧ, где блок попадает в очередь всех еще не включенных во внешние боки цепи.

Шаг 3. Майнер оформляет внешний блок с учетом предыдущего хеша внешнего блока цепи БЧ и данных всех внутренних находящихся в очереди: , после успешного формирования, посылает внешний блок по реестру, где тот становится частью БЧ контрактов.

Шаг 4. и Шаг 5. Абонент находит в данных внешних блоков сети БЧ адресованный ему от поставщика услуг внутренний блок . Вскрывает своим секретным ключом счет от поставщика услуг и проводит оплату через Госуслуги посредством личного кабинета.

Шаг 6. и Шаг 7. Госуслуги переводят деньги поставщику услуг .

Алгоритм 3

Алгоритм обмена данным между абонентами-потребителями услуг и управляющей компанией при заключении ей договоров со сторонними организациями по аренде нежилых помещений жилого фонда должна быть прозрачной для всех участников сети (Фиг. 4).

Это достигается за счет введения распределенного реестра всех транзакций в направлении, проводимых управляющей компанией, т.е. каждый потребитель услуг осведомлен о заключенных внешних договорах.

Описание алгоритма:

Шаг 1. Управляющая компания формирует счет на оплату услуг для , шифрует их открытым ключом и подписывает

Сформировав свой внутренний блок , посылает его в сеть БЧ, где блок попадает в очередь всех еще не включенных во внешние боки цепи.

Шаг 2. Майнер оформляет внешний блок с учетом предыдущего хеша внешнего блока цепи БЧ и данных всех внутренних находящихся в очереди: , после успешного формирования, посылает внешний блок по реестру, где тот становится частью БЧ контрактов.

Шаг 3. Абонент находит в данных внешних блоков сети БЧ адресованный ему от управляющей компании внутренний блок . Вскрывает своим секретным ключом счет и проводит оплату через Госуслуги посредством личного кабинета.

Шаг 4. и Шаг 5. Госуслуги переводят деньги управляющей компании .

Таким образом, решена техническая задача по созданию системы транзакций в структурах жилищно-коммунального хозяйства, имеющей новые функциональные возможности автоматизированной системы учета, контроля и оплаты услуг на основе технологий блокчейн и хешчейн и криптографии, позволяющей осуществлять контролинг деятельности поставщика услуг, по оплате услуг каждым потребителем с сохранением в целостности данных, их достоверности, обеспечивать криптостойкость алгоритмов обмена данных между абонентами-потребителями услуг, абонентами, оказывающими услуги и управляющими компаниями от кибератак на сеть, обеспечение прозрачности деятельности всех субъектов сети при снижении затрат на контрольные органы в сети жилищно-коммунального хозяйства.

На основе этих трех алгоритмов разработана структурная схема системы автоматизированного учета, контроля и оплаты услуг на основе технологий блокчейн, хешчейн и криптографии и ее описание, приведенная на чертеже (Фиг. 5).

Система автоматизированного учета, контроля и оплаты услуг на основе технологий блокчейн, хешчейн и криптографии включает К i-х абонентов-потребителей услуг 1,2,…,k, выходы которых связаны через двунаправленные шины данных 4,6 через блокчейн-сеть 5, связующую абонентов-потребителей услуг со входом управляющей компании (УК), а также выходы абонентов-потребителей услуг через систему автоматизированного учета по контролю за измерительными датчиками (САУК ИД) и шину обмена данных 9 со счетчиками абонентов-потребителей услуг, на входы шины обмена данных 14 структуры оплаты услуг на входы m абонентов, оказывающих услуги: 15, 16, …, M, а также выходы абонентов-получателей услуг через блокчейн-сеть 7, связывающую абонентов-потребителей услуг через шину данных 11 с шиной транзакций 14' по выписыванию счета на оплату услуги и выдачи квитанции на оплату на выходы абонентов, оказывающих услуги, а так же выходы абонентов, оказывающих услуги подключены через блокчейн-сеть 8 между абонентами-получателями услуг и управляющей компанией через шину данных 10, шины данных 12 на входы государственных услуг (ГУ) и шину данных 13 на входы абонентов, оказывающих услуги, которые имеют связь по двунаправленным шинам 14 и 4 через двунаправленные линии связи 6, 9, 10,11, 12, 13, 14 со входами государственных услуг ГУ со входами абонентов-потребителей услуг управляющей компании, системой автоматизированного учета по контролю за измерительными датчиками САУК ИД. Выходы абонентов-потребителей слуг связаны через личные кабинеты государственных услуг 18, 19,…,к с управляющей компанией УК и абонентами, оказывающими услуги. При этом создаются распределенные реестры абонентов, потребляющих услуги 21, управляющей компании 22, гос.услуг 23 и абонентов, оказывающих услуги 24.

Для более понятного назначения блоков схемы функционирования системы автоматизированного учета, контроля и оплаты услуг на основе технологий блокчейн, хешчейн и криптографии (Фиг. 5) целесообразно рассмотреть ее функционирование в режимах сбора и формирования данных датчиков потребления абонентами потребителями услуг (Фиг. 6 ), формирования абонентами - потребителями услуг счета и процесса их оплаты (Фиг. 7),функционирования распределенного реестра схемы оплаты услуг абонентами потребителями услуг (Фиг. 8).

Рассмотрим схему сбора и формирования данных датчиков потребления абонентами потребителями услуг в автоматическом режиме (Фиг. 6), как наиболее общую, так как схема в ручном режиме является частным случаем автоматической схемы. Условные обозначения, принятые на схеме:

- АПУ-абонент потребитель услуг;

- ИД-индивидуальный датчик;

- АСИ -автоматизированная система измерений;

- МП - мультиплексор;

- МРПУ -многоканальное радиопередающее устройство;

- А -антенна;

- СОУ или АОУ - служба оказывающая услугу или абонент оказывающий услугу;

- ФБЧС - внутренний блокчейн данных службы оказывающей услугу;

- ФБнбч -внешний блокчейн данных общей сети;

- ГУ -государственные услуги;

- ЛКА-личный кабинет АПУ.

Структурная схема сбора и формирования данных датчиков потребления для структур, оказывающих услуги, приведена на чертеже (Фиг. 6).

Работает подсистема сбора данных следующим образом. Абоненты потребители услуг (АПУj) имеет в каждой отдельной квартире набор измерительных датчиков ИДn, входы которых сверены с энергоносителями квартиры, а выходы связаны со входами автоматизированного съема измерений с ИД (АСИj), преобразующие измерения разной природы ИД в цифровую форму. Выходы АСИj соединены с входами мультиплексора (МП), управляемого генератором опроса (ГО), а выход МП подключен к многоканальному радиопередающему устройству (МРПУ), которое преобразует цифровые видеосигналы с выхода МП в радиосигналы и при помощи антенны (А) излучается в пространство, и таким образом, сигнал поступает на приемник сервера с n - шлюзами уже в виде демодулированного видеосигнала. Далее с выхода шлюзов расфасовывается на входы, соответствующие соответствующей системы оказания услуг (СОУк), а их выходы поступают на блоки формирования блокчейн структур ФБУСк, в которых вырабатываются электронные счета расхода услуг и приема их оплаты каждому абоненту потребителю услуг (АПУj) и подаются на их выходы Bxj с целью контроля и сбора данных внешних счетчиков в структуре, которым отводятся отдельные цены отдельного дома. Системна оказания услуг (СОУn) получает эти данные в автоматическом режиме и формирует соответствующую графу в счете на оплату абоненту потребителю услуг и кроме того, каждый СОУn получает отдельную блокчейн квитанцию управляющей компании для ведения учета количества общедомовых расходов. Приведем алгоритм формирование квитанций на оплату абонентов-потребителей услуг службам, оказывающим услуги:

Шаг 1. N абонентов потребителей услуг имеют измерительные датчики для учета коммунальных услуг. M измерительных датчиков с указанной периодичностью собирают данные, после чего данные с датчиков поступают на N устройств автоматизированного съема информации.

Шаг 2. На мультиплексор систем автоматизированного сбора информации поступают данные с устройств автоматизированного съема информации, а также с генератора опроса автоматизированного сбора информации.

Шаг 3. На многоканальное радиопередающее устройство поступают данные с мультиплексора, которые после обработки, передаются по радиоканалу.

Шаг 4. Затем данные поступают на сервер и распределяются по службам осуществления услуг.

Шаг 5. Службы осуществления услуг формируют блоки-квитанции и отправляют их в сеть.

Рассмотрим алгоритм оплаты абонентами потребителями услуг по представленному им счету. На чертеже (Фиг. 7) приведена структурная схема формирования оплаты абонентом-потребителем услуг (АПУj) представленного счета за услуги.

После получения счета АПУj, на персональном компьютере с заранее установленным программным обеспечением (электронный стандартный бланк, открытый и закрытый ключ, программа хэширования внутреннего блока, цифровая электронная подпись, предварительно открытый в госуслугах (ГУ) личный кабинет (ЛКj), в котором сформирован личный сейф) в виде автоматизированного рабочего места (АРМ) заполняет полученный счет и в ИФ формирует внутренний блокчейн (ФБИj), который посылает майнеру по шине данных для формирования им внешнего блокчейн блока (ФВнвиj).

Майнер, сформировавший блок отправляет в государственные услуги для оплаты счета через личный сейф личного кабинета (ЛКj) абонента. Потребитель услуг (АПУj) и ГУ производят непосредственно оплату каждой системе, оказывающей услугу (СОУn).

Получив оплату, СОУn выписывает квитанцию и через свою блокчейн сеть отправляет его абоненту получателю услугу (АПУj). На этом цикл обмена АПУj и СОУn заканчивается. Денежные транзакции абонентов потребителей услуг со службами оказания услуг состоят из следующих операций:

Шаг 1. Абоненты потребители услуг через личный кабинет на сайте госуслуг, имея сведения о текущем состоянии счетчиков и задолженностей, собираются оплатить услуги.

Шаг 2. Происходит формирование внутреннего блока, содержащего всю необходимую информацию.

Шаг 3. Внутренний блок передается на шину, оформляется во внешний блок и попадает в сеть. Таким образом, происходит оплата квитанции.

Шаг 4. Сведения об оплате отображаются в личном кабинете.

Шаг 5. Средства поступают на счет госуслуг, которые в свою очередь распределяют средства поставщикам услуг.

С целью обеспечения контроллинга и прозрачности расчетов организуется распределенный реестр этих оплат. На чертеже (Фиг. 8) приведена схема функционирования распределенного реестра оплаты услуг абонентами-потребителями услуг, в котором все квитанции об оплате услуг, включенные майнером в общую линейку блокчейн сети всех всех абонентов посылаются от ФВнбчк на входы базы данных каждого АПУj со входов СОУn и выходов ФБУСn.

Формирование блокчейн-сети с распределенным реестром состоит из следующих операций:

Шаг 1. На входе формируется внутренний блок, который содержит данные, готовые к записи в блокчейн-сеть.

Шаг 2. Блок передается одному из формирователей внешних блоков сети для проверки и записи в сеть.

Шаг 3. Новый блок попадает в сеть, и отображается в личном кабинете на сайте госуслуг абонента потребителя услуг, для осведомления текущего состояния счетчиков и оплаты коммунальных услуг.

Краткое описание чертежей:

Фиг. 1 - Алгоритм заключения контракта абонента и поставщика услуг.

Фиг. 2 - Алгоритм контроля приборов измерения и оплаты счета поставщикам услуг (ручной режим).

Фиг. 3 - Алгоритм контроля приборов измерения и оплаты счета поставщикам услуг (автоматический режим).

Фиг. 4 - Алгоритм обмена данных абонента с управляющей компанией.

Фиг. 5 - Система автоматизированного учета, контроля и оплаты услуг на основе технологий блокчейн, хешчейн и криптографии.

Фиг. 6 - Структурная схема сбора и формирования данных датчиков потребления абонентами потребителями услуг.

Фиг. 7 - Структурная схема формирования оплаты абонентом-потребителем услуг.

Фиг. 8 - Схема функционирования распределенного реестра оплаты услуг абонентами-потребителями услуг.

Фиг. 9 - Схема построения структуры с отдельной блокчейн сетью для каждого режима работы системы.

Фиг. 10 - Схема построения структуры формирования счета за пользование услугой и его оплаты с общей блокчейн сетью.

Осуществление изобретения

Варианты реализации системы автоматизированного учета, контроля и оплаты услуг на основе технологии блокчейн, хешчейн и криптографии.

Первый вариант (Фиг. 9) построен на основе структуры с отдельной блокчейн сетью для каждого режима работы системы.

Для сети разделяется 4 типа абонентов. Абоненты потребители услуг (АПУ), абоненты служб оказывающих услуги (СОУ), абоненты управляющих компаний (УК) и сторонние абоненты (СА).

За абонентами потребителями услуг закреплены квартирные счетчики услуг (). За абонентами управляющих компаний закреплены общедомовые счетчики (). Счетчики могут быть подключены к общей системе автоматизированного мониторирования (). В этом случае съем информации происходит в автоматическом режиме, и отсылается системой на общую шину данных (ЩД1). В ситуациях, когда счетчики не подключены к общей системе автоматизированного мониторинга, возможна реализация ручного съема информации - абоненты отсылают данные счетчиков вручную или через автоматизированное рабочее место (АРМ). Так же предусмотрено подключение к системе СА не имеющими собственных счетчиков услуг но чье подключение необходимо в рамках жилищно-коммунальных отношений.

Каждый абонент работает с системой через автоматизированное рабочее место (АРМ). АРМ автоматически взаимодействует с сетью БЧ для обмена данными. В функционал АРМ входят: алгоритмы хранения персональных данных, криптопреобразования, хеширования, возможность скачивания, обновления и хранения актуальной версии базы цепи блоков сети блокчейн (БЧ) для участия в формировании распределенного реестра. В случае, если абонент не заинтересован в поддержании целостности и децентрализации сети, АРМ имеет функционал обмена данными о состоянии БЧ с авторизованного сервера государственных услуг (ГУ) через личный кабинет в системе государственных услуг (), включающий шлюз доступа к ШД1 и сети блокчейн (БЧ).

В рамках обмена информацией абоненты формируют внутренние блоки данных. Внутренний блок данных формируется средствами АРМ и содержит в себе адреса получателя и отправителя, цифровую подпись отправителя, метку времени и минимальную исчерпывающую информацию о предмете и параметрах транзакции, далее данные (информацию о данных счетчика, счетах за услуги, чеках, квитанциях). Данные могут шифроваться средствами АРМ для поддержания конфиденциальности.

После формирования внутренние блоки отправляются на общую шину данных (доступ к чтению которой имеют все абоненты), и в очередь других внешних блоков данных которые ожидают своего включения в следующий внешний блок БЧ.

Внешний блок БЧ содержит в себе ограниченный по размеру вмещаемых данных массив внутренних блоков абонентов, их хеш-суммы, хеш-сумму предыдущего внешнего блока цепи и собственную сложно генерируемую хеш-сумму.

Когда внешний блок сформирован, и его хеш-сумма подходит текущей сложности системы, он поступает на общую шину данных, где его считывают сервера ГУ и АРМ абонентов участвующих в децентрализации сети. Транзакции внешнего блока может просмотреть любой абонент и подтвердить факт их существования, в ситуациях, когда необходимо сохранить конфиденциальность внутренний блок будет зашифрован асимметричным алгоритмом шифрования и предмет и параметры такой транзакции останутся в тайне (адреса, подпись, и хеш сумма останутся общедоступными, обеспечивая прозрачность).

Личный кабинет или АРМ напрямую принимает необходимые транзакции и обрабатывает алгоритмами соответствующими их предметной области.

ГУ являются доверенным государственным органом в чьи обязанности, по логике общего алгоритма входит: содержание и контроль безопасности личных кабинетов пользователей и каналов доступа к ним, обеспечение абонентов серверами, хранящими актуальную цепь блоков БЧ и доступ к этим серверам, поддержание работоспособности объектов формирующих внешние блоки.

С помощью такой системы возможна реализация таких типов транзакций: выписывание счета за пользование услугой от СОУ к АПУ или от УК к АПУ, оплата счета за пользование услугой через сайт ГУ с дублированием квитанции в сеть БЧ, запись копии контракта между СОУ и АПУ в систему БЧ.

Второй вариант (Фиг. 10) основан на формировании счета за пользование услугой и его оплаты, в основе которого положена общая блокчейн сеть.

Для начала формирования счета за услугу Участник сети имеющий на это право (СОУ, УК, СА), далее «запрашивающая сторона», должен получить данные с СЧ/ОДС (если такие предусмотрены) АПУ, далее «принимающая сторона», это происходит либо через обращение к САУКиИД или формирование запроса через сеть ГУ.

В первом случае запрашивающая сторона отсылает данные СЧ/ОДС к САУКиИД, та считывает данные необходимого СЧ/ОДС, формирует их во внутренний блок, после, отсылается по ШД1 в сеть БЧ, включается в последний в очереди цепи внешний блок. Как только внешний блок включающий сообщение с данными СЧ/ОДС проходит проверку, запрашивающая сторона, автоматически считывает их с ШД1 через ЛК или напрямую с АРМ.

Во втором случае запрашивающая сторона делает запрос в системе ГУ, запрос отображается в ЛК или на АРМ принимающей стороны. Последняя должна считать данные СЧ/ОДС вручную и оформить их во внутренний блок данных средствами АРМ, который отправит внутренний блок по ШД1 в сеть БЧ, где он включится в последний в очереди цепи внешний блок. Как только внешний блок включающий сообщение с данными СЧ/ОДС пройдет проверку, запрашивающая сторона, считывает данные СЧ/ОДС с ШД1 через ЛК или напрямую с АРМ, в автоматическом режиме.

После того как запрашивающая сторона получила данные СЧ/ОДС (если такие предусмотрены) начинается формирование счета к принимающей стороне. Данные счета (представляющие собой исчерпывающую информацию необходимую для оплаты), формируются во внутренний блок и отсылаются на ШД1, где БЧ включится в последний в очереди цепи внешний блок. Как только он проверку, принимающая сторона автоматически считывает данные с ШД1 через ЛК или напрямую с АРМ, и ознакомляется с составом счета.

Затем принимающая сторона производит оплату счета через систему ГУ, после успешного завершения, данные квитанции оплаты отсылаются запрашивающей стороне, через сеть БЧ способом аналогичным п.2 настоящего алгоритма. Получение денежных средств запрашивающей стороной происходит штатно в соответствии с положением закона.

Система автоматизированного учета, контроля и оплаты услуг на основе технологий блокчейн и криптографии, содержащая:

автоматизированные рабочие места (АРМ) абонентов потребителей услуг,

АРМ абонентов, оказывающих услуги,

АРМ управляющих компаний,

сервер, содержащий личные кабинеты абонентов потребителей услуг,

сеть блокчейн,

квартирные датчики потребления абонентов потребителей услуг,

общедомовые датчики потребления абонентов управляющих компаний,

систему автоматизированного учета и контроля за измерительными датчиками потребления,

многоканальное радиопередающее устройство, мультиплексор,

системы автоматизированного съема измерений с датчиков потребления,

шины данных,

отдельную шину транзакций по выписыванию счетов, оплаты услуг и выдачи квитанций,

при этом автоматизированные рабочие места (АРМ) абонентов потребителей услуг, АРМ абонентов, оказывающих услуги, АРМ управляющих компаний выполнены с возможностью формирования блока данных для сети блокчейн, шифрования этих данных с помощью открытого ключа, создания ЭЦП, подписи данных с помощью ЭЦП, получения соответствующих этому абоненту данных из сети блокчейн, расшифровки полученных данных с помощью закрытого ключа, с возможностью скачивания, обновления и хранения актуальной версии базы цепи блоков сети блокчейн,

АРМ абонентов потребителей услуг соединены с квартирными датчиками потребления этих абонентов и выполнены с возможностью формирования блока данных на основании полученных данных датчиков потребления и передачи сформированного блока данных через двунаправленную шину данных в сеть блокчейн,

АРМ управляющих компаний соединены с общедомовыми датчиками потребления и выполнены с возможностью формирования блока данных на основании полученных данных датчиков потребления и передачи сформированного блока данных через двунаправленную шину данных в сеть блокчейн,

система автоматизированного учета и контроля за измерительными датчиками потребления через радиоканал подключена к многоканальному радиопередающему устройству, связанному с мультиплексором, получающим цифровые данные с систем автоматизированного съема измерений с датчиков потребления, связанных с квартирными датчиками потребления абонентов потребителей услуг и с общедомовыми датчиками потребления абонентов управляющих компаний,

при этом система автоматизированного учета и контроля за измерительными датчиками потребления выполнена с возможностью формирования блока данных на основании полученных данных датчиков потребления и передачи сформированного блока данных через шину данных в сеть блокчейн,

АРМ абонентов, оказывающих услуги, выполнены с возможностью формирования счета на оплату услуг, шифрования данных счета открытым ключом, подписи этих данных с помощью ЭЦП и передачи данных этой транзакции в сеть блокчейн, получения данных из личных кабинетов абонентов потребителей услуг,

АРМ управляющих компаний выполнены с возможностью формирования счета на оплату услуг, шифрования данных счета открытым ключом, подписи этих данных с помощью ЭЦП и передачи данных этой транзакции в сеть блокчейн, получения данных из личных кабинетов абонентов потребителей услуг,

АРМ абонентов потребителей услуг выполнены с возможностью получения из сети блокчейн зашифрованных данных счета, относящегося к данному абоненту, расшифровки этих данных закрытым ключом, проведения транзакции оплаты по данным полученного счета через сервер посредством личного кабинета соответствующего абонента,

при этом АРМ абонентов потребителей услуг связаны через сеть блокчейн и двунаправленную шину данных с АРМ управляющих компаний, через двунаправленную шину данных, сеть блокчейн и через отдельную шину транзакций по выписыванию счетов, оплаты услуг и выдачи квитанций связаны с АРМ абонентов, оказывающих услуги, через двунаправленную шину данных и сеть блокчейн связаны с АРМ абонентов, оказывающих услуги, с сервером и с соответствующими этим абонентам личными кабинетами,

АРМ абонентов, оказывающих услуги, через отдельную шину транзакций по выписыванию счета, оплаты услуг и выдачи квитанций и через двунаправленную шину данных связаны с АРМ управляющих компаний, через шину данных связаны с системой автоматизированного учета и контроля за измерительными датчиками потребления, через отдельную шину транзакций по выписыванию счетов, оплаты услуг и выдачи квитанций связаны с сервером и личными кабинетами абонентов потребителей услуг,

АРМ управляющих компаний через двунаправленную шину данных связаны с сервером и с личными кабинетами абонентов потребителей услуг,

при этом АРМ абонентов потребителей услуг, АРМ абонентов, оказывающих услуги, АРМ управляющих компаний, сервер обеспечивают формирование в сети блокчейн распределенных реестров всех транзакций учета, контроля и оплаты услуг отдельно для абонентов потребителей услуг, абонентов, оказывающих услуги, абонентов управляющих компаний и серверов.