CN108764945A - 一种基于区块链技术的汽车供应链系统及方法 - Google Patents

一种基于区块链技术的汽车供应链系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于区块链技术的汽车供应链系统及方法，其中，一种基于区块链技术的汽车供应链系统包括区块链平台、管理模块和监管模块，区块链平台包括用于存储汽车供应链内各参与方的交易数据的主区块链和子区块链，主区块链还用于存储子区块链中存储有交易数据的地址；管理模块用于将子区块链中交易数据的状态信息记录到主区块链内，并生成其存在性证明；监管模块用于查询主区块链和子区块链存储的交易数据，并根据存在性证明对子区块链存储的交易数据进行完整性校验，本发明，通过区块链平台、管理模块和监管模块解决了现有区块链技术中区块信息和实物不对应、数据备份、子区块链功能扩展和相关产品的追本溯源的问题。

Description

一种基于区块链技术的汽车供应链系统及方法
技术领域
本发明涉及区块链技术领域，具体涉及一种基于区块链技术的汽车供应链系统及方法。
背景技术
区块链的概念主要来自比特币，区块链主要有去中心化、账本不可篡改、账本集体维护和集体证明的特点，从而产生信任，并产生价值的传递。
区块链技术近来得到学术界和产业界的重视。目前已经提出了大量的应用场景，其中一种应用场景是供应链管理，为消费者进行溯源功能，为金融企业进行风险评估等提供服务。但传统的供应链金融存在如下问题：
(1)供应链参与主体众多，协作不畅，运作低效；各个市场参与者分散孤立地记录和保存数据，难以共享利用，容易形成信息孤岛；
(2)数据的可信性难以得到保障，数据容易被篡改或删除。各参与方在账本信息不利于自身时，其很可能选择篡改账本或者谎称账本信息由于技术原因而丢失了。比如摄像头总是在关键的时候没被打开，又或者刚好损坏；
(3)供应链金融缺乏数据支持，金融企业发展受阻、中小企业融资困难。
于是人们提出基于区块链的供应链金融。在基于区块链的供应链系统里，各参与方独立将各自的业务信息上传区块链账本，打破信息孤岛，区块链的不可篡改特性保证了数据的可信性，各参与方信息的相互验证增加了造假难度。但是，当前的区块链供应链系统还存在有如下问题：区块链的交易性能，数据膨胀，隐私问题，链上信息和实物的对应问题。
有鉴于此，急需对现有的区块链系统进行改进，解决其在实际应用中存在的信息和实物对应问题、数据备份问题、子区块链功能扩展问题和相关产品的追本溯源的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有的区块链系统在实际应用中存在的链上信息和实物对应问题、数据备份问题、子区块链功能扩展问题和相关产品的追本溯源的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种基于区块链技术的汽车供应链系统，包括：
区块链平台，包括用于存储汽车供应链内各参与方的交易数据的主区块链和子区块链，主区块链还用于存储子区块链中存储有交易数据的地址；
管理模块，用于在指定时间间隔或子区块链节点接收了指定数量的新交易数据后，使子区块链节点生成新的区块，所述管理模块还用于将子区块链中包含有交易摘要信息的区块头信息记录到主区块链内，并对子区块链内的交易信息生成基于Merkle树的存在性证明；
监管模块，用于查询主区块链和子区块链存储的交易数据，并根据存在性证明以及主区块链上存储的子区块链的区块头信息对子区块链存储的交易数据进行完整性校验。
在上述方案中，还包括备份管理模块，用于将子区块链储存的交易数据以区块为单位备份在其他子区块链的节点内，并将该储存备份数据的节点的地址存储在主区块链上，所述备份管理模块每隔指定时间检测备份数据的可用性，当发现备份数据不可用时，自动对不可用的交易数据进行备份。
在上述方案中，所述参与方包括零售商、汽车生产商、销售维修商、报废回收商和物流商，所述交易数据包括汽车零件更换及维修的照片和视频、交易合同及单据、货物的物流信息和汽车构件信息。
在上述方案中，还包括敏感信息处理模块，用于隐藏交易数据中的敏感信息，并将含有敏感的交易数据的原文件的存储地址存储在主区块链内。
在上述方案中，所述敏感信息包括交易数据中的价格、数量信息。
本发明还提供了一种基于区块链技术的汽车供应链的实现方法，包括以下步骤：
各参与方将各自交易数据中非公开的交易数据存储到子区块链内，将可公开的交易数据存储到主区块链内；
敏感信息处理模块将交易数据中的敏感信息隐藏，并在主区块链上存储含有敏感信息的交易数据在子区块链上的存储地址；
管理模块在指定时间间隔或子区块链节点接收了指定数量的新交易数据后，使子区块链节点生成新的区块，所述管理模块还用于将子区块链中包含有交易摘要信息的区块头信息记录到主区块链内，并对子区块链内的交易信息生成基于Merkle树的存在性证明；
备份管理模块将子区块链储存的交易数据以区块为单位备份在其他子区块链的节点内，并将储存备份数据的节点的地址存储在主区块链上，备份管理模块每隔指定时间检测备份数据的可用性，当发现备份数据不可用时，自动对不可用的交易数据进行备份；
通过监管模块查询主区块链和子区块链存储的交易数据，监管模块根据存在性证明以及主区块链上存储的子区块链的区块头信息对子区块链存储的交易数据进行完整性校验。
在上述方案中，储存备份数据的节点在和与备份数据对应的交易数据有业务关系的子链节点内随机选取。
在上述方案中，子区块链节点支持用户自定义脚本。
与现有技术相比，本发明，通过块链平台、管理模块和监管模块解决了现有区块链技术中链上信息和实物对应、数据备份、子区块链功能扩展和相关产品的追本溯源的问题，有效保证了交易的安全和可信。
附图说明
图1为本发明中各参与方将各自的交易数据独立存储于主区块链内的示意图；
图2为本发明中各参与方将各自的交易数据首先发送给业务相关方，然后以链式存储到子区块链、将交易数据状态与主区块链锚定、将交易数据备份、生成存在性证明，利用存在性证明以及从主区块链获取的子区块链区块头信息以证明所存证数据的完整性的示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种基于区块链技术的汽车供应链系统及方法，可有效解决现有的区块链系统在实际应用中存在的链上信息和实物对应问题、数据备份问题、子区块链功能扩展问题和相关产品的追本溯源的问题。下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做出详细说明。
如图1、图2所示，本发明提供了一种基于区块链技术的汽车供应链系统，包括区块链平台、管理模块和监管模块。区块链平台包括用于存储汽车供应链内各参与方的交易数据的主区块链和子区块链，主区块链还用于存储子区块链中存储有交易数据的地址；用于在指定时间间隔或子区块链节点接收了指定数量的新交易数据后，使子区块链节点生成新的区块，所述管理模块还用于将子区块链中包含有交易摘要信息的区块头信息记录到主区块链内，并对子区块链内的交易信息生成基于Merkle树的存在性证明；监管模块用于查询主区块链和子区块链存储的交易数据，并根据存在性证明以及主区块链上存储的子区块链的区块头信息对子区块链存储的交易数据进行完整性校验。
在汽车供应链里主要有零售商，汽车生产商，销售维修商，报废回收商和物流商等参与方，交易数据主要包括汽车零件更换及维修的照片和视频、购销合同及单据、货物的物流信息和车辆构件等信息。上述参与方将自己的交易数据中数据量不大且非隐私业务信息各自独立地记录于主区块链里。而将隐私信息或者数据量大的交易数据记录在如图2所示的子区块链内，将子区块链的摘要信息记录到主区块链，并同时生成存在性证明POE(proofof existence)给相关参与方，以证明单个文件的存在性，完整性，具体的：
零售商将上游原材料等进货合同及物流信息上主区块链，将自己与车商或维修商的合同上主区块链，相应的物流信息上主区块链；
汽车生产商将自己与零售商的合同以及物流信息上主区块链，将自己与零售商的合同及物流信息上主区块链；
销售维修商将自己的进货合同与相应的物流信息记录在主区块链，将汽车的维修记录记载在主区块链，并同时声明影像证据在子链里的位置:chainID+blockno+offset；
报废回收商将所报废的汽车信息上主区块链；
物流商将自己的物流合同和物流信息记录在主区块链；
上述合同、物流信息交易数据中可能含有价格、数量等敏感信息，本发明通过敏感信息处理模块隐藏交易数据中的上述敏感信息，并将含有敏感的交易数据的原文件的存储地址存储在主区块链内。例如，将数量等敏感信息脱敏处理。并在主区块链上指明进货合同，销售合同或物流合同原文件的地址，以供溯源时查证。该地址可以是子区块链chainID+blocknumber+offset信息。对于单个构件的信息可以直接上链。
为了解决现有区块链技术中链上信息和实物的难以对应的问题，基于主区块链和子区块链的结构，以维修环节为例，其他环节与维修环节原理相同，本发明的工作原理为：对维修过程中损坏的零件，更换的零件进行拍照，损坏区域在更换前后各自进行拍照或录像，损坏区域包含损坏零件及周边的其他零件，并将照片或录像记录在子区块链。每隔一段时间或子区块链所含数据数量足够后，将子区块链的状态(区块头信息)记录到主区块链，同时为各个文件生成基于Merkle树的存在性证明。
基于上述记录在主区块链和子区块链的区块链数据，防伪溯源功能通过监管模块实现，通过监管模块查询主区块链的数据库和子区块链的数据库，可以获得如下信息：车量编号ccc；车辆ccc的构件；构件更换情况；所换构件不属于报废车辆含有；构件来源正常，和购货合同，物流信息吻合；维修参与方提供维修过程的图片和/或视频以及对应的POE，监管模块利用POE以及主区块链上存储的子区块链区块头信息，对照片和/或录像进行完整性校验；经过上述的防伪溯源过程，可增加消费者的信任程度。
为了解决子区块链数据的可用性问题，防止意外损坏，本发明设有备份管理模块，用于将子区块链储存的交易数据以区块为单位备份在其他子区块链的节点内，并将该储存备份数据的节点的地址存储在主区块链上，备份管理模块每隔指定时间检测备份数据的可用性，当发现备份数据不可用时，自动对不可用的交易数据进行备份块实现自动备份。本发明，用于存储备份文件的子区块链的节点的选择基于如下原则：
随机原则，即从与该子区块链节点有业务关系的相关方随机选取；
公平原则,即一个子区块链节点为其他子区块链节点备份的数据量和该子区块链节点在其他子区块链备份的数据量基本持平；
自动原则：利用已知的可访问证据POR(proof of retrieveablity)技术，每隔一段时间检测一下备份数据的可用性，当发现数据不可用时，自动对数据进行再备份。
为了扩展子区块链节点的功能，子区块链节点支持用户自定义脚本(如由python编写的可执行脚本)，用户可以根据自己的业务来设计不同的脚本。由此解决了子区块链功能扩展的问题，而且执行脚本的日志也记录在子链账本内。
本发明还提供了一种基于区块链技术的汽车供应链的实现方法，用于实现汽车供应链内的交易，包括以下步骤：
各参与方将各自交易数据中非公开的交易数据存储到子区块链内，将可公开的交易数据存储到主区块链内；
敏感信息处理模块将交易数据中的敏感信息隐藏，并在主区块链上存储含有敏感信息的交易数据在子区块链上的存储地址；
在指定时间间隔或子区块链节点接收了指定数量的新交易数据后，使子区块链节点生成新的区块，所述管理模块还用于将子区块链中包含有交易摘要信息的区块头信息记录到主区块链内，并对子区块链内的交易信息生成基于Merkle树的存在性证明；
备份管理模块将子区块链储存的交易数据以区块为单位备份在其他子区块链的节点内，并将储存备份数据的节点的地址存储在主区块链上，备份管理模块每隔指定时间检测备份数据的可用性，当发现备份数据不可用时，自动对不可用的交易数据进行备份；
通过监管模块查询主区块链和子区块链存储的交易数据，监管模块根据存在性证明以及主区块链上存储的子区块链的区块头信息对子区块链存储的交易数据进行完整性校验。
在上述步骤中，储存备份数据的节点在和与备份数据对应的交易数据有业务关系的子链节点内随机选取，一个节点存储的其他子节点内交易数据的备份数据的量和该节点的储存的交易数据在其他节点内存储的备份数据的量基本持平。
与现有技术相比，本发明，通过块链平台、管理模块和监管模块解决了现有区块链技术中区域块信息和实物对应、数据备份、子区块链功能扩展和相关产品的追本溯源的问题，有效保证了交易的安全和可信。
本发明并不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于区块链技术的汽车供应链系统，其特征在于，包括：
区块链平台，包括用于存储汽车供应链内各参与方的交易数据的主区块链和子区块链，主区块链还用于存储子区块链中存储有交易数据的地址；
管理模块，用于在指定时间间隔或子区块链节点接收了指定数量的新交易数据后，使子区块链节点生成新的区块，所述管理模块还用于将子区块链中包含有交易摘要信息的区块头信息记录到主区块链内，并对子区块链内的交易信息生成基于Merkle树的存在性证明；
监管模块，用于查询主区块链和子区块链存储的交易数据，并根据存在性证明以及主区块链上存储的子区块链的区块头信息对子区块链存储的交易数据进行完整性校验。
2.根据权利要求1所述的一种基于区块链技术的汽车供应链，其特征在于，还包括备份管理模块，用于将子区块链储存的交易数据以区块为单位备份在其他子区块链的节点内，并将该储存备份数据的节点的地址存储在主区块链上，所述备份管理模块每隔指定时间检测备份数据的可用性，当发现备份数据不可用时，自动对不可用的交易数据进行备份。
3.根据权利要求1所述的一种基于区块链技术的汽车供应链，其特征在于，所述参与方包括零售商、汽车生产商、销售维修商、报废回收商和物流商，所述交易数据包括汽车零件更换及维修的照片和视频、交易合同及单据、货物的物流信息和汽车构件信息。
4.根据权利要求1所述的一种基于区块链技术的汽车供应链，其特征在于，还包括敏感信息处理模块，用于隐藏交易数据中的敏感信息，并将含有敏感的交易数据的原文件的存储地址存储在主区块链内。
5.根据权利要求4所述的一种基于区块链技术的汽车供应链，其特征在于，所述敏感信息包括交易数据中的价格、数量信息。
6.一种基于区块链技术的汽车供应链的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
各参与方将各自交易数据中非公开的交易数据存储到子区块链内，将可公开的交易数据存储到主区块链内；
敏感信息处理模块将交易数据中的敏感信息隐藏，并在主区块链上存储含有敏感信息的交易数据在子区块链上的存储地址；
管理模块在指定时间间隔或子区块链节点接收了指定数量的新交易数据后，使子区块链节点生成新的区块，所述管理模块还用于将子区块链中包含有交易摘要信息的区块头信息记录到主区块链内，并对子区块链内的交易信息生成基于Merkle树的存在性证明；
备份管理模块将子区块链储存的交易数据以区块为单位备份在其他子区块链的节点内，并将储存备份数据的节点的地址存储在主区块链上，备份管理模块每隔指定时间检测备份数据的可用性，当发现备份数据不可用时，自动对不可用的交易数据进行备份；
通过监管模块查询主区块链和子区块链存储的交易数据，监管模块根据存在性证明以及主区块链上存储的子区块链的区块头信息对子区块链存储的交易数据进行完整性校验。
7.根据权利要求6所述的一种基于区块链技术的汽车供应链的实现方法，其特征在于，储存备份数据的节点在和与备份数据对应的交易数据有业务关系的子链节点内随机选取。
8.根据权利要求6所述的一种基于区块链技术的汽车供应链的实现方法，其特征在于，子区块链节点支持用户自定义脚本。
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