本发明属于竞价交易与非法交易检测，具体涉及一种基于智能合约的钢铁板材竞价交易及监测方法。
背景技术：
1、针对钢材产业市场，传统核查的行政手段在审计和检查方面仍然会出现很多问题，例如程序过多导致时间与资源的浪费、违规行为见缝插针影响公平交易，致使钢铁竞价交易的公平性和社会效益深受影响；公开透明的交易信息公示并不完全真实，甚至能人为二度篡改；这些传统行政方式主要依赖相关部门的人工审查，难以做到全面实时的监控管理与记录。
2、综上所述，传统方式可能存在一些缺陷，因此可以通过构建一种区块链智能合约和机器学习相结合的技术，采取科技化和智能化的方式实现交易的实时监管记录以及防篡改验证。智能合约是一种以计算机代码形式编写的制动执行合约的程序，该技术一经公布便仅能按照合约逻辑进行运行，任何人无法进行二次篡改，该技术可以用于记录包括钢材的交易方审核、交易过程记录等全部交易细节，具有自动执行、防篡改、公开透明等特性。
3、事实上，利用区块链解决部分钢材交易问题，本发明申请并不是首创。公开号为cn114282860a的中国专利申请提出了一种基于hyperledger fabric的溯源系统和方法，该方法中若干不同的区块链节点接收至少由生产方、仓储方等输出的数据，监管部门从不同的区块链节点获取监管数据，消费者从不同的区块链节点进行钢铁信息溯源；录入的信息经智能合约判断合法后，通过区块链节点上链，各个区块链节点同步交易信息，进行区块生成，形成共识的区块链数据。公开号为cn113177799a的中国专利申请提出了一种基于区块链的钢铁防伪溯源系统和方法，系统包括联盟链、用户认证管理等多个模块，其能够通过对经认证的钢资产创建数字化身份，全过程记录钢资产的加工和产权转移过程，在智能合约中实现钢资产的产业链流转业务，在核心钢厂、下游厂商之间达成钢铁防伪溯源的共识，实现和保证程序逻辑和数据的一致性。
4、然而，上述方案的防篡改能力仅能实现于信息上链之后，倘若在交易初期就存在违法交易或篡改记录现象，区块链的防篡改性在交易开始后反而起到了副作用；实现交易和竞价的环节依然在线下完成，没有完全运用智能合约技术的自动交易优势。
技术实现思路
1、鉴于上述，本发明提供了一种基于智能合约的钢铁板材竞价交易及监测方法，利用区块链智能合约、机器学习技术，有效提高了钢铁竞价交易中的公平性，并防止虚假竞价等不良现象，具有一定的现实意义和应用价值。
2、一种基于智能合约的钢铁板材竞价交易及监测方法，包括如下步骤：
3、(1)在区块链系统中制定竞价交易的智能合约；
4、(2)拍卖方和竞价方通过区块链系统进行身份验证后，方可在系统中进行拍卖或竞价的操作；拍卖方首先公示拍卖钢材的相关信息，并将信息提交至指定货舱，在规定时间内竞价方通过向智能合约输入金额进行出价；
5、(3)区块链系统根据设置好的竞价规则自动筛选出中标方；
6、(4)构建用于账本数据自动违规检测的网络模型，并对其进行训练；
7、(5)将中标方的钢材交易数据输入至训练好的网络模型中进行预检测，预检测结果交由相关审查机构进行审核；
8、(6)审核通过后由指定货舱提供发货服务，收货完成后中标方转账相应的金额完成此次交易；
9、(7)交易完成后将此次交易全程的相关信息进行上链(上传至区块链)；
10、(8)公众通过区块链系统的公开查询端口查看链上的信息，选择是否向审查机构进行举报。
11、进一步地，所述步骤(1)中制定的智能合约包括：
12、认证合约，用于检测拍卖方与竞价方的公钥信息，确保交易资质；
13、主拍卖合约，用于拍卖的交易操作，同时记录相关交易信息并将其在一次拍卖结束后上传至区块链中；
14、公开查询合约，用于面向公众提供查询端口访问链上数据，同时提供向有关审查机构进行举报的功能。
15、进一步地，所述步骤(2)中身份验证的具体实现方式为：首先拍卖方通过所持有的公钥在认证合约中进行身份认证，成为认证拍卖方；同时，竞价方在投标前也需要在认证合约中进行身份认证，成为认证竞价方；所述认证合约中设置了认证公钥信息库，并提供修改接口供管理员(相关机构)进行增删查改。
16、进一步地，所述步骤(2)中拍卖方需要先在主拍卖合约上公示拍卖钢材数量、参数、起拍价格在内的相关信息并规定拍卖的起讫时间，并将这些信息提交至指定的中转货舱，中转货舱在审查完毕后会出具货舱收货凭证并返回至主拍卖合约；竞价方根据公示的钢材信息进行竞拍，竞拍的实时价格会显示在主拍卖合约中；为了防止大规模的钢材产品以及竞价方提供的大量资金在竞价时间中停滞，所述中转货舱并不是某个实体货舱，而是由相关官方认证机构构成的仅提供货物验证以及资金验证的虚拟货舱。
17、进一步地，所述步骤(3)的具体实现方式为：由主拍卖合约通过设置完成的竞价规则自动筛选中标方，竞价规则默认设置为简易的“价高者得”规则，但系统管理员(相关机构)有权调整竞价规则(例如中标金额最低不能少于/超过某一常数等)。
18、进一步地，所述步骤(4)的具体实现方式为：首先构建一个能够对账本数据进行自动违规检测的神经网络模型，其由两层全连接网络联合构成；然后构造训练数据集，通过对之前人工审核的合理竞价的钢材交易数据(钢材参数、中标金额等)进行采集作为正样本，同时加入现实交易中审核不通过的违规交易数据以及一些人工制作的违规交易数据作为负样本，用以对上述神经网络模型进行训练。
19、所述神经网络模型中的第一层全连接网络以设定的概率丢弃部分网络节点，用以防止数据的过拟合，两层全连接网络均采用relu函数进行激活，具体表达式如下：
20、
21、
22、其中：x表示由钢材交易数据中组成的多维数据特征向量，表示第k层全连接网络的权重矩阵，bk表示第k层全连接网络的偏置常数，relu()表示relu激活函数，hk表示第k层全连接网络的输出结果，k＝1或2，t表示转置。
23、进一步地，采用以下损失函数对神经网络模型进行训练；
24、
25、其中：mse表示平方差损失函数，表示第i个输入样本数据对应的模型预测结果即第二层全连接网络的输出，yi表示第i个输入样本数据对应的标签，n为输入的样本数量。
26、进一步地，所述步骤(5)的具体实现方式为：主拍卖合约将记录的钢材交易数据输入至训练好的网络模型中进行预检测，预检测结果经过相关审查机构审核后将预检测回执和审查回执返回至主拍卖合约；若审核不通过(显示违规)，主拍卖合约将终止此次交易，审查机构有权通过违规信息评估拍卖方和中标方之后的竞拍资质，并在认证合约中修改对应的公钥信息，以此决定对应账户能否顺利进行下一次拍卖或竞拍。
27、进一步地，所述步骤(6)的具体实现方式为：审核通过后，主拍卖合约通知指定的中转货舱进行发货，中转货舱在发货后向主拍卖合约返回货舱发货回执；中标方在确认收到货物之后(此时竞拍货物依旧受到中转货舱管控)向主拍卖合约发送收货回执并划转相应的金额，主拍卖合约收到金额后将金额划转至拍卖方并获得划转金额回执；在上述过程中若出现由于交易双方产生的任意错误时，交易终止并回退货物及金额，主拍卖合约跳转执行步骤(7)并将错误信息进行上链，待相关审查机构进行审核。
28、进一步地，所述步骤(7)的具体实现方式为：在完成交易或交易中断后，主拍卖合约将交易信息打包并上链，实现信息的防篡改，交易信息包括：认证拍卖方信息、货舱收货回执、竞标信息、预检测回执、审查回执、货舱发货回执、收货回执、划转金额回执；在交易中断时，区块链系统接受存在部分回执为空的记录，若完成交易则不接受。
29、进一步地，所述步骤(8)中公众可凭持有的公钥通过公开查询合约查询链上信息，若存在问题可向相关审查机构进行举报。
30、本发明方法基于联盟链技术，将面向钢材的交易、预审核等环节进行了划分，并通过智能合约自动记录至区块链上。本发明采用hyperledger fabric作为开发区块链的底层框架，基于hyperledger composer开发智能合约，基于python3语言下的tensorflow2模块开发机器学习神经网络，构建的以太坊智能合约主要用于对钢材竞价交易进行交易方身份验证、交易流程记录、交易行为预检测、交易行为审核、交易接受或退回；参与竞价交易的多方都要通系统进行身份核验，通过核验后通过公布的钢材信息，在规定的时间内将竞价公开至智能合约中，系统通过“价高者得”的公开规则选择中标者，并将相关信息进行预检测；若预检测通过，则交至相关审查机构进行审查，通过后并进行签名后实现交易接受，系统自动实现交易并实现中转发货；若预检测和审查未通过，该笔交易将被自动退回，交易全程的相关记录都将记录至区块链上，公众可以通过自己的公钥账号，通过调用系统进行监督。
31、本发明利用区块链技术的不可篡改性，通过区块链上的智能合约填补了当前基于该问题的方法欠缺，并利用机器学习技术在适当分担审核人员工作量的同时，解决了人工干预程度过高导致的交易审核漫长、人工成本高等问题，实现了在交易时各方匿名，在审核时有源可溯，保证了钢材竞价交易的公平性与受监管水平，具体有益技术效果主要表现在以下几个方面：
32、1.本发明利用区块链智能合约的自动执行、防篡改、可验证、可追踪特性，实现了竞标的自动化与规则的公开透明，保障了竞价交易的公平性，提高交易在群众间的可信度。
33、2.本发明利用机器学习技术适当分担了审核人员的工作量，提高了审核效率。
34、3.本发明依旧保留了人工审核的机制，防止由于机器学习训练疏漏，同时钢材货物流动和资金监管同样在相关人工的审核下运作，在实现不可篡改的前提下实现同时交易。
1.一种基于智能合约的钢铁板材竞价交易及监测方法，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的钢铁板材竞价交易及监测方法，其特征在于：所述步骤(1)中制定的智能合约包括：
3.根据权利要求1所述的钢铁板材竞价交易及监测方法，其特征在于：所述步骤(2)中身份验证的具体实现方式为：首先拍卖方通过所持有的公钥在认证合约中进行身份认证，成为认证拍卖方；同时，竞价方在投标前也需要在认证合约中进行身份认证，成为认证竞价方；所述认证合约中设置了认证公钥信息库，并提供修改接口供管理员进行增删查改。
4.根据权利要求1所述的钢铁板材竞价交易及监测方法，其特征在于：所述步骤(2)中拍卖方需要先在主拍卖合约上公示拍卖钢材数量、参数、起拍价格在内的相关信息并规定拍卖的起讫时间，并将这些信息提交至指定的中转货舱，中转货舱在审查完毕后会出具货舱收货凭证并返回至主拍卖合约；竞价方根据公示的钢材信息进行竞拍，竞拍的实时价格会显示在主拍卖合约中；为了防止大规模的钢材产品以及竞价方提供的大量资金在竞价时间中停滞，所述中转货舱并不是某个实体货舱，而是由相关官方认证机构构成的仅提供货物验证以及资金验证的虚拟货舱。
5.根据权利要求1所述的钢铁板材竞价交易及监测方法，其特征在于：所述步骤(3)的具体实现方式为：由主拍卖合约通过设置完成的竞价规则自动筛选中标方，竞价规则默认设置为简易的“价高者得”规则，但系统管理员有权调整竞价规则。
6.根据权利要求1所述的钢铁板材竞价交易及监测方法，其特征在于：所述步骤(4)的具体实现方式为：首先构建一个能够对账本数据进行自动违规检测的神经网络模型，其由两层全连接网络联合构成；然后构造训练数据集，通过对之前人工审核的合理竞价的钢材交易数据进行采集作为正样本，同时加入现实交易中审核不通过的违规交易数据以及一些人工制作的违规交易数据作为负样本，用以对上述神经网络模型进行训练；
7.根据权利要求6所述的钢铁板材竞价交易及监测方法，其特征在于：采用以下损失函数对神经网络模型进行训练；
8.根据权利要求1所述的钢铁板材竞价交易及监测方法，其特征在于：所述步骤(5)的具体实现方式为：主拍卖合约将记录的钢材交易数据输入至训练好的网络模型中进行预检测，预检测结果经过相关审查机构审核后将预检测回执和审查回执返回至主拍卖合约；若审核不通过，主拍卖合约将终止此次交易，审查机构有权通过违规信息评估拍卖方和中标方之后的竞拍资质，并在认证合约中修改对应的公钥信息，以此决定对应账户能否顺利进行下一次拍卖或竞拍。
9.根据权利要求1所述的钢铁板材竞价交易及监测方法，其特征在于：所述步骤(6)的具体实现方式为：审核通过后，主拍卖合约通知指定的中转货舱进行发货，中转货舱在发货后向主拍卖合约返回货舱发货回执；中标方在确认收到货物之后向主拍卖合约发送收货回执并划转相应的金额，主拍卖合约收到金额后将金额划转至拍卖方并获得划转金额回执；在上述过程中若出现由于交易双方产生的任意错误时，交易终止并回退货物及金额，主拍卖合约跳转执行步骤(7)并将错误信息进行上链，待相关审查机构进行审核。
10.根据权利要求1所述的钢铁板材竞价交易及监测方法，其特征在于：所述步骤(7)的具体实现方式为：在完成交易或交易中断后，主拍卖合约将交易信息打包并上链，实现信息的防篡改，交易信息包括：认证拍卖方信息、货舱收货回执、竞标信息、预检测回执、审查回执、货舱发货回执、收货回执、划转金额回执；在交易中断时，区块链系统接受存在部分回执为空的记录，若完成交易则不接受。
