CN110798321B - 一种基于区块链的物品信息服务方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于区块链的物品信息服务方法，其中，包括：服务方生成第一个区块，发布服务方标识、公钥、选择的密码算法和参数；服务方生成用户注册区块，发布制造商、物流商、销售商和消费者等用户的用户标识和加密的用户信息；物品所有者用户生成物品注册区块，发布物品标识、加密的物品信息；物品所有者用户生成物品物流授权区块，发布物品标识、物流商用户标识以及加密的物品物流密钥；物流商用户生成物品物流信息区块，发布物品标识以及加密的物品物流信息；物品所有者用户生成物品转让区块，发布用户标识、物品标识、受让方用户标识、加密的物品信息密钥、加密的用户信息密钥以及加密的物品物流信息密钥。

Description

一种基于区块链的物品信息服务方法
技术领域
本发明涉及物联网技术，特别涉及一种基于区块链的物品信息服务方法。
背景技术
随着物品在全球范围内流通，物品相关信息被制造商、物流商和销售商等机构收集，并存储在各自的信息服务器上。这些机构之间可能没有必然联系，其中的信息服务器可能分布在不同的地点。消费者等物品最终拥有者通常需要知道自己拥有的物品的相关信息。为此，有关机构和组织提供了信息发现服务，对进入互联网或物联网中的物品进行定位，使得用户可以对物品信息进行访问与控制。
在目前的信息服务中，制造商、物流商和销售商将自己获得物品标识及信息，存储在自己的信息服务器上，同时将物品标识和自己信息服务器的网址存储在自己的本地解析服务器上，本地解析服务器与全局解析服务器连接。当消费者用户购买某件物品后，将物品的标识提交给信息发现服务器，信息发现服务器将物品标识提交给全局解析服务器，获得物品标识对应的信息服务器，然后，通过信息服务器获得物品的信息，最后将物品信息交给用户。
目前的信息服务的主要特点是：(1)强信任。为避免物品信息被非授权访问，用户和信息发现服务之间、信息发现服务和解析服务之间、信息发现服务和信息服务之间，都需要身份认证，以确定访问权限。(2)物品的所有权和信息权。用户获得物品所有权后，不能保证获得物品的信息权。没有获得物品所有权的用户，如果知道某个物品的标识，也也有可能获得物品的信息，从而侵犯拥有物品的用户的信息权。(3)信息安全保密问题。虽然物品信息系统的各个部分负责物品信息的加密存储和传输。但物品编码本身包含的信息无法隐藏，可能泄露物品拥有者的隐私。
目前的信息服务的特点使得其难以满足物品所有者对方便获取其拥有的物品的信息权并能保护其隐私的需求。本发明正是为满足这种现实需求而产生的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于区块链的物品信息服务方法，用于解决上述现有技术的问题。
本发明一种基于区块链的物品信息服务方法，其中，包括：服务方生成第一个区块，发布服务方标识、公钥、选择的密码算法和参数；服务方生成用户注册区块，发布制造商、物流商、销售商和消费者等用户的用户标识和加密的用户信息；物品所有者用户生成物品注册区块，发布物品标识、加密的物品信息；物品所有者用户生成物品物流授权区块，发布物品标识、物流商用户标识以及加密的物品物流密钥；物流商用户生成物品物流信息区块，发布物品标识以及加密的物品物流信息；物品所有者用户生成物品转让区块，发布用户标识、物品标识、受让方用户标识、加密的物品信息密钥、加密的用户信息密钥以及加密的物品物流信息密钥。
根据本发明的一种基于区块链的物品信息服务方法的一实施例，其中，对于服务方的启动补助后，服务方选择非对称密码算法及参数，生成公钥和私钥；选择散列算法和参数，利用散列算法散列自己的公钥和名称生成自己标识；选择适当的对称密码算法及参数，生成自己的主密钥，服务方生成第一个区块，第一个区块中至少包含服务方标识、服务方公钥、选择的密码算法和参数，服务方用自己的私钥对进行签名；服务方将第一个区块注入区块链中。
根据本发明的一种基于区块链的物品信息服务方法的一实施例，其中，所述用户注册骤中，包括：制造商、物流商、销售商和消费者等用户根据服务方选择的非对称密码参数，生成自己的公钥和私钥；用户将自己的名称、地址和公钥等用户信息传递给服务方；服务方利用散列算法，从用户信息中生成用户标识；服务方利用自己的主密钥加密用户标识，生成用户信息密钥；服务方利用用户信息密钥加密用户信息；服务方利用用户信息密钥和用户信息明文，计算用户信息的消息验证码；服务方生成一个用户注册区块，用户注册区块中至少包括服务方标识、用户标识、用户信息的密文、用户公钥加密的用户信息密钥、用户信息的消息验证码、服务方用自己的私钥对前述信息的签名；服务方将用户注册区块注入区块链中，完成用户的注册。
根据本发明的一种基于区块链的物品信息服务方法的一实施例，其中，对于物品注册的步骤，制造商用户在发布一个物品后，生成物品的名称和物品信息传；用户利用散列算法，从物品信息中生成物品标识；用户利用自己的主密钥加密物品标识，生成物品信息密钥；用户利用物品信息密钥加密物品信息；用户利用物品信息密钥和物品信息明文，计算物品信息的消息验证码；用户生成一个物品注册区块，物品注册区块中至少包括用户标识、物品标识、物品信息的密文、物品信息的消息验证码以及用户用自己的私钥对前述信息的签名；用户将物品注册区块注入区块链中，完成物品的注册。
根据本发明的一种基于区块链的物品信息服务方法的一实施例，其中，在物品物流授权过程中，物品所有者用户委托物流商对物品进行物流时，利用主密钥加密物品标识、物流商用户标识和时间，生成物品物流信息密钥；用户利用物品物流信息密钥，计算用户标识的消息验证码；用户生成一个物品物流授权区块，物品物流授权区块中至少包括用户标识、物品标识、物流商用户标识、用物流商公钥加密的物品物流密钥、自己的用户标识的消息验证码以及用户用自己的私钥对信息的签名；用户将物品物流授权区块注入区块链中，完成物品物流的授权。
根据本发明的一种基于区块链的物品信息服务方法的一实施例，其中，物品物流信息发布过程中，物流商用户受委托对物品进行物流后，需要发布物品物流信息时，生成物品标识、时间、地点以及状态的物品物流信息；用户利用指定的物品物流信息密钥，加密物品物流信息；用户利用物品物流信息密钥，计算物品物流信息的消息验证码；用户生成一个物品物流信息区块，物品物流信息区块中至少包括用户标识、物品标识、用指定物品物流信息密钥加密的物品物流信息、物品物流信息的消息验证码、用户用自己的私钥对前述信息的签名；用户将物品物流信息区块注入区块链中，完成物品物流信息的发布。其它用户获取物品物流信息密钥后，可以解密物品物流信息，获得物品物流信息的明文，并利用物品物流信息密钥计算物品物流信息的消息验证码，与物品物流信息区块中的消息验证码比较，确定物品物流信息密钥的正确性。
根据本发明的一种基于区块链的物品信息服务方法的一实施例，其中，物品转让步骤中，制造商和销售商的物品所有者用户将物品所有权转让给销售商和消费者等用户时，进行物品信息权的转移。用户生成一个物品转让区块，物品授权区块中至少包括用户标识、物品标识、受让方用户标识、用受让方公钥加密的物品信息密钥、到目前为止的物品所有方用户的数目、用受让方公钥加密的到目前为止的物品所有方用户信息密钥、到目前为止的物品物流信息的数目、用受让方公钥加密的到目前为止的物品物流信息密钥、用户用自己的私钥对前述信息的签名；用户将物品转让区块注入区块链中，完成物品的转让。
本发明提供一种基于区块链的物品信息服务方法，对物联网中的物品进行唯一编码，并将物品信息存储在区块链中，利用密码学技术来保护物品所有者对物品的信息权和隐私。本发明实现了物品所有者对物品信息权的控制，保护了自己的隐私，本发明在物联网领域中将发挥重要作用。
附图说明
图1为本发明的一种基于区块链的物品信息服务方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
图1是本发明的一种基于区块链的物品信息服务方法的流程图；
(1)信息服务启动步骤。服务方选择适当的非对称密码算法及参数，生成自己的公钥和私钥；选择适当的散列算法和参数，利用散列算法散列自己的公钥和名称生成自己标识；选择适当的对称密码算法及参数，生成自己的主密钥。服务方生成第一个区块，第一个区块中至少包含服务方标识、服务方公钥、选择的密码算法和参数，服务方用自己的私钥对前述信息的签名；服务方将第一个区块注入区块链中，完成启动步骤。
具体实施时，在商用领域，非对称密码算法可以选择椭圆曲线密码ECC，要求素数p的二进制位数不小于256，散列算法可以选择256比特的安全散列算法SHA256，对称密码算法可以选择高级加密标准AES，密钥长度为256比特。
服务方的公钥和私钥、主密钥保存在安全模块中。安全模块是一种集成电路芯片，具有对称、非对称、散列等密码运算能力，并具有密钥存储能力，并保证私钥、对称密钥在写入安全模块后，不能被读取出来。安全模块可以选择具有相应计算和存储能力的智能卡芯片。
(2)用户注册步骤。制造商、物流商、销售商和消费者等用户根据服务方选择的非对称密码参数，生成自己的公钥和私钥；用户将自己的名称、地址和公钥等用户信息传递给服务方；服务方利用散列算法，从用户信息中生成用户标识；服务方利用自己的主密钥加密用户标识，生成用户信息密钥；服务方利用用户信息密钥加密用户信息；服务方利用用户信息密钥和用户信息明文，计算用户信息的消息验证码；服务方生成一个用户注册区块，用户注册区块中至少包括服务方标识、用户标识、用户信息的密文、用户公钥加密的用户信息密钥、用户信息的消息验证码、服务方用自己的私钥对前述信息的签名；服务方将用户注册区块注入区块链中，完成用户的注册。其它用户获取用户信息密钥后，可以解密用户信息，获得用户信息的明文，并利用用户信息密钥计算用户信息的消息验证码，与用户注册区块中的消息验证码比较，判断用户信息密钥的正确性。
具体实施时，用户方的用户标识、公钥和私钥、用户方主密钥应保存在安全模块中。用户信息可以包含用户名称、地址、法定代表人、企业规模、企业号码等，或者用户姓名、身份证号、住址等信息。可以规定用户的类别是否为制造商、物流商、销售商、消费者之一，或具有多个类型。消息验证码的方法可以采用智能卡应用中的消息验证码计算方法，消息验证码可以采用128比特，比智能卡应用中的32比特长一些。
(3)物品注册步骤。制造商用户在发布一个物品后，生成物品的名称、物品在其他编码体系中的编码、规格、型号、批次等物品信息传；用户利用散列算法，从物品信息中生成物品标识；用户利用自己的主密钥加密物品标识，生成物品信息密钥；用户利用物品信息密钥加密物品信息；用户利用物品信息密钥和物品信息明文，计算物品信息的消息验证码；用户生成一个物品注册区块，物品注册区块中至少包括用户标识、物品标识、物品信息的密文、物品信息的消息验证码、用户用自己的私钥对前述信息的签名；用户将物品注册区块注入区块链中，完成物品的注册。其它用户获取物品信息密钥后，可以解密物品信息，获得物品信息的明文，并利用物品信息密钥计算物品信息的消息验证码，与物品注册区块中的消息验证码比较，确定物品信息密钥的正确性。
具体实施时，物品信息可以采用固定长度的文本表示，例如，不超过2048字节，不足补空格；物品信息表示格式可以选择适当的格式，例如，json格式。以便于机器和人类识读。
(4)物品物流授权步骤。制造商、销售商和消费者等物品所有者用户需要委托某个物流商对某个物品进行物流时，利用自己的主密钥加密物品标识、物流商用户标识、时间等，生成物品物流信息密钥；用户利用物品物流信息密钥，计算自己的用户标识的消息验证码；用户生成一个物品物流授权区块，物品物流授权区块中至少包括用户标识、物品标识、物流商用户标识、用物流商公钥加密的物品物流密钥、自己的用户标识的消息验证码、用户用自己的私钥对前述信息的签名；用户将物品物流授权区块注入区块链中，完成物品物流的授权。其它用户获取物品物流信息密钥后，可以解密物品物流信息，获得物品物流信息的明文，并利用物品物流信息密钥计算物品物流授权方的用户标识的消息验证码，与物品物流授权区块中的消息验证码比较，确定物品物流信息密钥的正确性。
具体实施时，授权方可以约定受权放发布的物品物流信息的频次和内容。
(5)物品物流信息发布步骤。物流商用户受委托对某个物品进行物流后，需要发布物品物流信息时，生成物品标识、时间、地点、状态等物品物流信息；用户利用指定的物品物流信息密钥，加密物品物流信息；用户利用物品物流信息密钥，计算物品物流信息的消息验证码；用户生成一个物品物流信息区块，物品物流信息区块中至少包括用户标识、物品标识、用指定物品物流信息密钥加密的物品物流信息、物品物流信息的消息验证码、用户用自己的私钥对前述信息的签名；用户将物品物流信息区块注入区块链中，完成物品物流信息的发布。其它用户获取物品物流信息密钥后，可以解密物品物流信息，获得物品物流信息的明文，并利用物品物流信息密钥计算物品物流信息的消息验证码，与物品物流信息区块中的消息验证码比较，确定物品物流信息密钥的正确性。
具体实施时，物品物流信息可以采用固定长度的文本表示，例如，不超过1024字节，不足补空格；物品信息表示格式可以选择适当的格式，例如，json格式。以便于机器和人类识读。
(6)物品转让步骤。制造商和销售商等物品所有者用户将物品所有权转让给销售商和消费者等用户时，进行物品信息权的转移。用户生成一个物品转让区块，物品转让区块中至少包括用户标识、物品标识、受让方用户标识、用受让方公钥加密的物品信息密钥、到目前为止的物品所有方用户的数目、用受让方公钥加密的到目前为止的物品所有方用户信息密钥、到目前为止的物品物流信息的数目、用受让方公钥加密的到目前为止的物品物流信息密钥、用户用自己的私钥对前述信息的签名；用户将物品转让区块注入区块链中，完成物品的转让。受让用户获取用户信息密钥、物品信息密钥、物品物流信息密钥后，可以解密用户信息、物品信息、物品物流信息，获得完整的物品信息。
具体实施时，可以约定用户获得有关密钥不正确或不完备时，用户如何投诉，以及仲裁的方式。
本发明利用散列算法从用户信息和物品信息中分别生成用户标识和物品标识，实现基于内容的标识自动生成，并保证唯一性，用户标识和物品标识中不包含有意义的信息。利用对称密码算法加密用户信息和物品信息，保证用户信息和物品信息的秘密性。利用非对称密码算法传递用户信息和物品信息的密钥，实现用户信息和物品信息的授权访问。利用区块链技术，实现用户对自己发布的信息的不可篡改性和不可否认性。本发明实现了物品所有者对物品信息权的控制，保护了自己的隐私。因此，本发明在物联网领域中将发挥重要作用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于区块链的物品信息服务方法，其特征在于，包括：
服务方生成第一个区块，发布服务方标识、公钥、选择的密码算法和参数；
服务方生成用户注册区块，发布用户标识和加密的用户信息；用户包括制造商、物流商、销售商和消费者；
物品所有者用户生成物品注册区块，发布物品标识、加密的物品信息；
物品所有者用户生成物品物流授权区块，发布物品标识、物流商用户标识以及加密的物品物流密钥；
物流商用户生成物品物流信息区块，发布物品标识以及加密的物品物流信息；
物品所有者用户生成物品转让区块，发布用户标识、物品标识、受让方用户标识、加密的物品信息密钥、加密的用户信息密钥以及加密的物品物流密钥；
服务方选择非对称密码算法及参数，生成公钥和私钥；选择散列算法和参数，利用散列算法散列自己的公钥和名称生成自己标识；选择适当的对称密码算法及参数，生成自己的主密钥，服务方生成第一个区块，第一个区块中至少包含服务方标识、服务方公钥、选择的密码算法和参数，服务方用自己的私钥进行签名；服务方将第一个区块注入区块链中。
2.如权利要求1所述的一种基于区块链的物品信息服务方法，其特征在于，
用户根据服务方选择的非对称密码参数，生成自己的公钥和私钥，用户包括制造商、物流商、销售商和消费者；用户将自己的名称、地址和公钥信息传递给服务方；服务方利用散列算法，从用户信息中生成用户标识；服务方利用自己的主密钥加密用户标识，生成用户信息密钥；服务方利用用户信息密钥加密用户信息；服务方利用用户信息密钥和用户信息明文，计算用户信息的消息验证码；服务方生成一个用户注册区块，用户注册区块中至少包括服务方标识、用户标识、用户信息的密文、用户公钥加密的用户信息密钥、用户信息的消息验证码、服务方用自己的私钥对前述信息的签名；服务方将用户注册区块注入区块链中，完成用户的注册。
3.如权利要求1所述的一种基于区块链的物品信息服务方法，其特征在于， 对于物品注册的步骤，制造商用户在发布一个物品后，生成物品的名称和物品信息传；用户利用散列算法，从物品信息中生成物品标识；用户利用自己的主密钥加密物品标识，生成物品信息密钥；用户利用物品信息密钥加密物品信息；用户利用物品信息密钥和物品信息明文，计算物品信息的消息验证码；用户生成一个物品注册区块，物品注册区块中至少包括用户标识、物品标识、物品信息的密文、物品信息的消息验证码以及用户用自己的私钥对前述信息的签名；用户将物品注册区块注入区块链中，完成物品的注册。
4.如权利要求1所述的一种基于区块链的物品信息服务方法，其特征在于，在物品物流授权过程中，物品所有者用户委托物流商对物品进行物流时，利用主密钥加密物品标识、物流商用户标识和时间，生成物品物流信息密钥；用户利用物品物流信息密钥，计算用户标识的消息验证码；用户生成一个物品物流授权区块，物品物流授权区块中至少包括用户标识、物品标识、物流商用户标识、用物流商公钥加密的物品物流密钥、自己的用户标识的消息验证码以及用户用自己的私钥对信息的签名；用户将物品物流授权区块注入区块链中，完成物品物流的授权。
5.如权利要求1所述的一种基于区块链的物品信息服务方法，其特征在于，物品物流信息发布过程中，物流商用户受委托对物品进行物流后，需要发布物品物流信息时，生成物品标识、时间、地点以及状态的物品物流信息；用户利用指定的物品物流信息密钥，加密物品物流信息；用户利用物品物流信息密钥，计算物品物流信息的消息验证码；用户生成一个物品物流信息区块，物品物流信息区块中至少包括用户标识、物品标识、用指定物品物流信息密钥加密的物品物流信息、物品物流信息的消息验证码、用户用自己的私钥对前述信息的签名；用户将物品物流信息区块注入区块链中，完成物品物流信息的发布；其它用户获取物品物流信息密钥后，可以解密物品物流信息，获得物品物流信息的明文，并利用物品物流信息密钥计算物品物流信息的消息验证码，与物品物流信息区块中的消息验证码比较，确定物品物流信息密钥的正确性。
6.如权利要求1所述的一种基于区块链的物品信息服务方法，其特征在于，物品转让步骤中，制造商和销售商的物品所有者用户将物品所有权转让给销售商和消费者时，进行物品信息权的转移；用户生成一个物品转让区块，物品授权区块中至少包括用户标识、物品标识、受让方用户标识、用受让方公钥加密的物品信息密钥、到目前为止的物品所有方用户的数目、用受让方公钥加密的到目前为止的物品所有方用户信息密钥、到目前为止的物品物流信息的数目、用受让方公钥加密的到目前为止的物品物流信息密钥、用户用自己的私钥对前述信息的签名；用户将物品转让区块注入区块链中，完成物品的转让。
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