基于区块链的票务系统研究

摘要：传统票务系统中存在票务管理中心化的问题，现有制度缺乏对市场的有效监管，导致出现了票务欺诈和不公平购票等问题。尽管部分地区已开始实施实名购票，但用户隐私无法得到充分保障，仍有损害消费者利益的情况发生。针对这一问题，文章提出了一种新型票务系统，利用区块链技术实现对隐私的加密保护，并通过智能合约消除票务中心化，以促进购票公平性并实现票务销售的有效监管。

关键词：区块链；票务；智能合约；加密

中图分类号：TP311.13 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2024）19-0078-03

0 引言

自进入新时代以来，我国人民已经不仅仅满足于对物质的需要，对精神文化类的消费需求也与日俱增。无论是体育赛事还是演唱会，人们对此类活动的向往程度愈来愈高，票务管理系统的重要性也日益凸显[1]。然而在实际应用中，传统的票务系统暴露出一些问题。首先，传统票务系统容易受到欺诈行为的影响，例如假票、重复票和非法转售等问题。这些问题可能导致票务市场的混乱和不公平定价，给票务交易带来不确定性和风险。其次，大部分票务交易往往依赖于中心化的票务平台或中介机构，这些平台通常收取高昂的手续费，并可能垄断市场，导致票价被人为操纵，消费者的利益受到损害。此外，传统票务系统的交易过程缺乏透明度，消费者往往无法了解票务的流通和交易历史，也无法确保所购买的票务的真实性和来源。中心化的票务平台通常会收取高额的手续费，这增加了票务交易的成本，并可能导致票价的不合理提高。中间环节的存在也会增加交易的复杂性和风险。最后，传统票务系统往往无法有效控制票务的转售行为，导致票务在二级市场上被非法转售，给消费者带来不确定性和安全隐患[2-4]。

本文主要针对以上问题，结合区块链技术，设计了一种基于区块链的票务系统。基于区块链的票务系统凭借其融合了多种先进技术和理念的特性，成为解决传统票务系统问题的创新解决方案。首先，区块链技术的应用保证了票务交易信息的不可篡改性和透明性，每个交易都被记录在区块链上，确保了交易数据的真实性和安全性。其次，智能合约技术的运用实现了票务交易的自动化执行，例如自动发放门票、转移所有权和退款，提高了交易效率和可靠性。加密技术保障了用户隐私信息和交易数据的安全，避免了信息泄露和篡改的风险。分布式存储技术确保了交易数据的安全和可靠存储，防止了单点故障和数据丢失的问题。此外，实名认证技术通过验证用户身份并与区块链绑定，提高了购票安全性和交易可信度。

1 相关技术

1.1 区块链

区块链[5-6]是一种分布式数据库技术，由一系列按时间顺序链接的数据块组成，每个数据块都包含了一批交易记录。这些数据块相互连接，形成了一个不可篡改的数据链。

区块链的主要优势包括：

1） 去中心化：区块链网络中的数据存储和管理分布在网络的各个节点上，而非集中在单一的中心化服务器上。

2） 不可篡改性：数据一旦被写入区块链，就难以修改或删除，因为任何修改都需要获得网络中多数节点的认可。

3） 透明性：区块链上的所有交易和数据都是公开可见的，任何人都可以查看。

4） 安全性：区块链使用密码学技术确保数据的安全性和交易的可信度。

1.2 智能合约

智能合约是一种基于区块链技术的自动化合约，是以代码形式编写的计算机程序，可以在特定条件下执行合同条款。它通过区块链的去中心化特性，实现了无须第三方信任的自动化执行和验证。

智能合约的核心特点包括：

1） 自动化执行：智能合约中定义的规则和条件可以在满足特定条件时自动执行，无须人工干预。

2） 不可篡改性：一旦智能合约部署到区块链网络上，其代码和执行结果都将被记录在不可篡改的区块链上，确保合约的执行过程不受任何单一实体的控制。

3） 透明性：智能合约的代码和执行结果是公开可见的，任何人都可以查看。这增强了合约的可信度，因为合约的行为是公开透明的。

4） 安全性：智能合约采用密码学技术确保安全性，以防止恶意攻击和非法篡改。

2 基于区块链的票务系统设计

如图1所示，该系统主要由6个模块组成，包括票务发行模块、票务交易模块、身份认证与权限管理模块、智能合约管理模块、数据管理与分析模块以及用户界面模块。

用户在购票之前需要进行实名认证，系统对用户实名信息生成唯一身份标识，该方法可以确保每个用户只能使用唯一的身份购票，防止恶意用户通过同一身份信息多个账户进行抢票。同时采用随机购票方式而非按照先到先得的原则，这样可以减少抢票的可能性，降低黄牛抢票的动机。系统采用加密技术保护用户的个人信息和交易数据的安全性，防止恶意用户通过黑客手段获取他人的账户信息进行抢票行为。通过与票务发行方、场馆、售票平台等相关方进行数据共享与合作，建立统一的票务信息共享平台，可以实现票务信息的实时共享和更新，提高票务流通的透明度和效率。根据用户的身份和权限进行访问控制，只有经过身份验证并具有相应权限的用户才能访问特定的数据和功能，防止未经授权的用户访问敏感信息，提高数据的安全性和隐私性。系统激励区块节点参与监督票务分配过程，增加票务分配的公平性和透明度。在该系统中设立用户反馈机制，让用户随时向系统提出意见和建议，并及时反馈问题和需求。

该票务系统的核心模块为票务发行模块和交易模块。在票务发行模块中允许票务发行方定义活动的相关信息，包括活动名称、时间、地点、演出内容、票种类以及价格等，其中在票务种类中可以根据需求进行灵活设置，如普通票、VIP票或者学生票（特价票）。该模块还会管理票务发行的整个流程，包括票务创建、售票、分配等环节，要确保发行流程的透明顺畅，保证所有的票务信息都能被正确地记录和管理。系统使用智能合约技术实现票务的发行和管理，定义票务发行的规则和流程，并在区块链上执行相关的操作，确保票务发行的安全和可信度。

票务交易模块负责处理票务的购买、转让和验证功能。用户通过系统界面选择感兴趣的活动并购买对应的票务，入场时，票务持有者需要通过票务系统进行验证，系统会验证用户持有票的有效性和真实性，确保持有者的票是有效的，并记录入场信息。所有的票务交易都记录在区块链上，每个交易都是一个独立的区块，包含交易的详细信息，如买家、卖家、票务信息和交易金额等。票务交易通过智能合约执行，合约会根据预先设定的规则和条件自动化执行购票、转让和验证等操作，确保交易的合法性和公平性。区块链上的交易数据是实时更新的，一旦交易完成，相关的数据会立即被记录在区块链上并更新到系统的数据库中，确保交易的准确性和及时性。

在身份认证与权限管理模块中，用户首次使用该系统时需要首先在系统中进行注册，提供必要的个人信息并创建账户。系统对用户进行身份验证，确保用户提供的信息真实有效，包括实名认证、手机验证、邮箱验证等方式。用户的身份信息会存储在区块链上，每一个用户都有一个唯一的身份标识符，用户通过私钥管理自己的身份信息。根据用户的身份和角色，系统会授予不同的权限，如购票权限、转让权限、管理员权限等。系统对用户信息和权限进行加密存储，确保用户数据的安全性和隐私性，防止未经授权的访问和篡改。

在智能合约管理模块中需要对票务系统的各种交易规则和操作流程进行定义。当用户进行购票、转让、验证等操作时，智能合约会自动执行相应的交易流程，根据预先设定的规则和条件完成交易。同时，智能合约会实时更新交易状态和票务信息，确保交易记录的准确性和透明度。当发生交易纠纷或异常情况时，智能合约可以自动触发相应的冲突机制，根据规则和条件进行处理和调节。

在数据管理和分析模块中，系统负责将票务数据存储到分布式数据库中，确保数据的完整性和安全性。用户可以通过系统界面查询活动信息、购票记录、交易详情等票务数据，并根据需要进行筛选和排序。系统对存储在分布式数据库中的数据进行分析，包括用户行为分析、市场趋势分析、销售预测等，为票务发行提供决策支持。根据分析结果生成报表和统计数据，以图表或表格的形式进行展示，帮助用户直观地理解数据，并做出相应的业务决策。系统使用数据库的功能对数据进行管理，如增、删、改、查等操作。定期对数据库进行数据备份，以防止数据丢失或损坏。在发生意外情况时，可以通过数据库备份来恢复数据，确保数据的完整性和安全性以及系统的可靠性和稳定性。

用户界面模块是用户与系统交互的重要组成部分，提供用户友好界面，使用户可以方便地进行票务操作。该模块向用户提供注册、登录、购票等功能，新用户可以注册账户并登录系统，已经注册的用户可以直接登录。用户可以浏览系统中的各类活动和票务信息，并通过搜索功能快速找到感兴趣的活动或票种。在购票之后，用户可以查看和管理自己的票务信息，包括查看订单、修改订单、退票等操作。此外，用户还可以管理自己的个人资料和账户信息，包括修改密码、更改个人信息等。

3 基于区块链的票务系统的特点与优势

该系统具有以下特点和优势：

1） 安全透明：利用区块链的不可篡改性，确保票务信息和交易记录的安全性和透明性。所有票务交易都被记录在不同节点上，防止信息篡改和伪造。

2） 去中心化：去除了传统票务系统中的中心化中间环节，如代理商和分销商，降低了交易成本和信息不对称问题。票务交易由智能合约自动执行，减少人为干预和操作错误的可能性。

3） 身份验证和隐私保护：用户通过区块链身份验证机制注册和购票，确保了用户身份的真实性和隐私性。用户个人信息被加密存储，保护用户隐私不受侵犯。

4） 实时监管和风险管理：系统利用智能合约和算法实现对票务交易的实时监管和风险管理，及时发现和处理异常交易，保障交易的合法性和安全性。

5） 快速响应和售后服务：系统能够快速响应用户购票需求，实现实时的票务交易和验证。同时，系统还提供完善的售后服务功能，包括退换票服务和用户问题处理，提高了用户体验和满意度。

6） 区块链身份认证和智能合约管理：系统集成了区块链身份认证和智能合约管理功能，确保票务交易的合法性和安全性。用户购票时需要进行身份认证，票务交易由智能合约自动执行，确保交易的可追溯性和不可逆转性。

7） 整体效率提升：区块链技术的应用提高了票务系统的整体效率，简化了票务交易流程，降低了系统运营成本，提高了票务市场的竞争力和发展潜力。

4 总结

该系统利用区块链技术确保票务信息和交易记录的安全性和不可篡改性，通过智能合约管理票务交易流程，实现票务发行、售卖、转让和验证功能，确保票务交易的自动化和透明化。为确保用户身份的真实性和安全性，系统采用去中心化的身份验证机制，使用数字签名技术保护用户的个人信息和交易数据的安全性，同时利用该技术确保用户信息和交易记录在区块链上的完整性和保密性。

考虑到大量的票务数据，本系统采用分布式数据库进行数据存储。为了解票务交易情况，系统引入数据分析和监控功能，实时追踪票务交易情况，分析用户行为和市场趋势，为票务发行方提供决策支持。通过数据分析和监控技术，系统优化了票务系统的运营效率和用户体验。

参考文献：

[1] 李培.体育赛事的数字化票务：区块链与智能合约的前沿探索[J].文体用品与科技，2024（1）：46-48.

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[3] YUAN Y J，ZHOU J T.Ticketing system based on NFT[C]//2022IEEE 24th International Workshop on Multimedia Signal Pro⁃cessing （MMSP）.IEEE，2022：1-5.

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[6] 陈梅，张文冲，钱育蓉，等.基于新型区块的售票系统的设计与实现[J].信息技术，2020，44（8）：28-33，38.

【通联编辑：谢媛媛】