CN109087005A - 基于智能合约与雾计算的商品物流环境的监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于智能合约与雾计算的商品物流环境的监测方法，其特征是，通过雾节点模块识别用户身份及权限；通过编码设定商品销售路线、通过智能合约设定商品存储环境阈值，规范商品流通过程；通过传感器定时采集商品状态信息、进行Hash计算，将计算结果储存并上传至区块链中，将状态信息储存在本地和数据库中，以监测商品流通状态和产品质量；通过防伪码链接到每一个商品，查询商品的流通信息和状态信息。本发明能监控商品整个流通环节的流通链与产品质量，将不合格的产品信息通告全网，并固化证据。

Description

基于智能合约与雾计算的商品物流环境的监测方法

技术领域

本发明涉及信息安全技术领域，具体涉及一种基于智能合约与雾计算的商品物流环境实时取证及防窜货系统及方法。

背景技术

区块链是一种新型的去中心化技术，其信息的不可伪造性、数据的分布式存储等一系列的特点使得其越来越多地应用于众多领域。随着经济社会的发展，人们的消费方式越来越多样化，在这种情况下，商品真伪信息的检验越来越重要，并且需要权威的第三方信任机构保证证据信息的有效性与真实性。

物联网技术应用了大量的传感器，能够按一定的频率周期性采集周围的环境信息，不断更新数据。雾计算在此基础上分散了服务器的压力，使得一些基本的计算任务由终端承担。同时，由于其具有一定的运算与储存能力，使得其在网络环境较差的地方，如山脉、隧道、沙漠、海洋等地也能够保证系统的正常运行。

目前市场上存在有大量的物流公司，每天的物流量十分巨大，这其中不乏有食品药品等对环境敏感的商品。这些商品对于流通过程中的温度、湿度、压力等有着较高的要求，一旦未满足要求就有可能变质、失效。而目前这方面大多是依靠人力来测量、统计。这浪费了大量的时间和人力，效率也不高。目前基于区块链的技术，虽然对于防伪溯源做到了自动化和智能化，但对于这些环境因素却没有什么涉及，无法做到实时监管，从而无法保证商品的有效性。此外，还存在以下主要缺陷：.

1、商品真伪信息来源不可靠。目前商品真伪信息的反馈结果主要来自商家的回复，难以取得用户的完全信任，进而直接影响到用户对商家的认可度。

2、中心数据库遭到攻击后损失很大。目前市场上大部分的商家都是将数据直接存储在中心数据库中，这种存储方式存在很大隐患。一旦数据库遭受攻击，将直接造成商家与用户的双向损失。

3、在防窜货方面，传统企业的操作主要是利用人工成本进行管理，建立层式的人员管理机制，通过上下级的互相监督，从而影响管制到货物的流通问题。在人工进行层级管理的基础下，自然就可能引发出一种层层相护的局面，对于这种局面的监督往往是很难得，并不能做到及时发现，及时处理，往往在形成较大的销售隐患之后才会被总公司注意到，并进行后续处理。

4、无权威第三方机构认证，造成取证困难。目前市场上并没有权威的第三方机构针对货物的真伪对商家与客户进行双向的担保，因此也无法给出权威的认证结果。由此直接造成的影响是无法进行合法有效的取证。

发明内容

本发明旨在针对现有商品流通过程信息共享不便、交易的成本和后期系统维护费用过高、可靠性和安全性没有保证等缺陷和不足，提供一种基于智能合约与雾计算的商品物流环境的监测方法，并能在买卖双方发生纠纷时进行有效取证。

本发明是通过采用下述技术方案实现的：

本发明基于智能合约与雾计算的商品物流环境的监测方法的特点是，通过雾节点模块识别用户身份及权限；通过编码设定商品销售路线、通过智能合约设定商品存储环境阈值，规范商品流通过程；通过传感器定时采集商品状态信息、进行Hash计算，将计算结果储存并上传至区块链中，将状态信息储存在本地和数据库中，以监测商品流通状态和产品质量；通过防伪码链接到每一个商品，查询商品的流通信息和状态信息，实现商品整个流通环节的流通链与产品质量的监控，将不合格的产品信息通告全网，并固化证据。

本发明基于智能合约与雾计算的商品物流环境的监测方法的特点也在于，设置实时取证及防窜货系统，所述系统包括雾节点模块、云端服务器模块和数据库模块；

所述雾节点模块是将雾节点单元与被监测商品共同封装形成的节点模块，所述雾节点模块随商品进行流通，所述雾节点单元包括数据采集模块、Hash计算模块、节点数据存储模块、数据传输模块和身份认证模块；

所述云端服务器模块包括：服务器模块、区块链模块和智能合约模块；

生产商A通过身份认证模块关于身份信息的认证，登录系统进行操作，生产商A的操作包括：

生产商A为每件商品分别赋予与各商品唯一对应的防伪码，所述防伪码中的防伪码信息是由商品信息和设定的商品流通信息构成，所述商品流通信息包含由生产商A设定的各级经销商的账户地址；由生产商A将所述防伪码信息分别添加在区块链模块和数据库模块中；生产商A在智能合约模块中赋予商品的环境数据阈值；

在所述数据采集模块中设置有温湿度传感器和GPS定位器，通过定时采样获得商品的状态信息，所述状态信息包括商品的温湿度信息和位置信息；

生产商A在身份认证模块中为经销商B赋予权限，并为经销商B分配包含有经销商B的身份信息的系统账户和公私钥对PK_B,SK_B，每个经销商针对生产商拥有唯一的系统账户和账户地址；生产商A将包含有商品a的雾节点模块交易给经销商B；

经销商B通过身份认证模块关于身份信息的认证，登录系统进行操作，经销商B的操作包括：由经销商B将商品a的交易信息分别上传至区块链模块和数据存储模块，所述商品a的交易信息包括交易双方的身份信息、账户地址，以及交易时间，所述交易双方是指生产商A和经销商B；

客户C针对商品a向服务器模块)输入商品a的防伪码，由所述服务器模块根据商品a的防伪码在数据库模块查询获得并向客户C展示商品a的全部交易信息和状态信息。

本发明基于智能合约与雾计算的商品物流环境的监测方法的特点也在于，按如下过程实现对商品环境数据的取证：

定义：对商品a的质量产生影响的环境数据为F，环境数据F包括环境温度F₁和环境湿度F₂；

在智能合约模块中，分别设置环境温度F₁的设定范围CF₁，CF₁＝[CF_1min,CF_1max]以及环境湿度F₂的设定范围CF₂，CF₂＝[CF_2min,CF_2max]；所述设定范围CF₁和设定范围CF₂即为商品的环境数据阈值；

由数据采集模块(11)按设定的时间间隔采集获得商品a各t_i时刻的环境数据，分别是t_i时刻的环境温度和t_i时刻的环境湿度t_i＝1,2,…,n；

由Hash计算模块针对由所述数据采集模块采集获得的环境数据进行Hash计算，得到环境数据Hash值；

所述各t_i时刻的环境数据、环境数据Hash值以及位置信息共同存储在节点数据存储模块中作为节点存储数据，由所述数据传输模块将所述节点存储数据分别上传至区块链模块和数据库模块，完成对商品环境数据的取证。

本发明基于智能合约与雾计算的商品物流环境的监测方法的特点也在于，按如下过程判断商品的有效性：

将采集获得的t_i时刻的环境温度和t_i时刻的环境湿度经数据传输模块上传至智能合约模块；所述智能合约模块将所述环境温度和环境湿度与设定数据范围进行对比，若是：任一环境数据在t_i和t_i+1的两个相邻检测时刻的检测值均超出对应的设定数据范围，则判定商品a失效；由智能合约模块将商品失效信息上传至区块链模块和数据存储模块，并且在区块链模块和数据存储模块(3)中针对商品a添加“商品已失效”的可查询和展示信息。

本发明基于智能合约与雾计算的商品物流环境的监测方法的特点也在于，按如下过程进行窜货监控：

在商品流通过程中，当各级经销商通过身份认证模块登录系统，系统记录经销商登录时的系统账户，由智能合约模块将经销商登录时的账户地址与存储在防伪码中的设置的经销商账户地址进行比对，若一致，即未发生窜货；若不一致则表明已发生窜货；由智能合约模块将窜货信息上传至区块链模块和数据存储模块，并且在区块链模块和数据存储模块(3)中针对商品a添加“商品已窜货”的可查询和展示信息。

本发明基于智能合约与雾计算的商品物流环境的监测方法的特点也在于，按如下方式判断节点存储数据是否有效：

商品a的环境数据分别存储在区块链模块和数据库模块中，服务器模块针对商品a的节点存储数据通过Hash计算得到商品a的最终Hash值，并存储在区块链模块中，商品a的最终Hash值H由式(1)计算获得；

式(1)中，Hash表示hash计算，表示用经销商j的私钥SK_j对Hash计算所得到的数值进行第一步签名；表示用经销商j-1的私钥SK_j-1对第一步签名得到的数值进行第二次签名；表示商品a从经销商j-1到经销商j之间的所有的节点存储数据，经销商j-1和经销商j为相邻两级经销商；

在取证时，从数据库模块中获取商品a在经销商j-1和经销商j之间流通过程中的所有节点存储数据，将所有节点存储数据进行Hash计算，得到商品a的计算Hash值h，商品a的计算Hash值h由式(2)计算获得：

式(2)中，表示取证时从数据库模块中提取的商品a从经销商j-1到经销商j之间的所有的节点存储数据；

从区块链模块中获取商品a的最终Hash值H，并先后使用经销商j的公钥PK_j和经销商j-1的公钥PK_j-1+进行验证，得到商品a的验证Hash值H’，商品a的验证Hash值H’由式(3)计算获得：

式(3)中，表示用经销商j的公钥PK_j对商品a的最终Hash值H进行第一步验证；表示用经销商j-1的公钥PK_j-1对第一步验证得到的数值进行第二步验证；

将商品a的计算Hash值h与商品a的验证Hash值H’作对比，若h＝H’，表明商品a的验证Hash值有效，即商品a在经销商j-1和经销商j之间流通过程中的节点存储数据没有被修改；若h≠H’，则判断为商品a的验证Hash值为无效，即商品a在经销商j-1和经销商j之间流通过程中的节点存储数据已被修改。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

本发明通过区块链和物联网技术相结合，从硬件和软件两个层面实现对商品流通过程中各个环节的监管与监控。大大增加了造假的难度，使消费者更加容易的获取商品的流通和有效性信息，使政府和企业能够做到对商品的实时管控，对出现问题的商品能够很好的找到问题的根源。同时，通过雾计算技术，能够减少服务器的压力。在本地的计算与存储保证了在网络环境恶劣的情况下，对产品质量的监控。

附图说明

图1为本发明系统结构示意图；

图2为本发明运输状态结构图；

具体实施方式

本实施例中基于智能合约与雾计算的商品物流环境的监测方法是通过雾节点模块识别用户身份及权限；通过编码设定商品销售路线、通过智能合约设定商品存储环境阈值，规范商品流通过程；通过传感器定时采集商品状态信息、进行Hash计算，将计算结果储存并上传至区块链中，将状态信息储存在本地和数据库中，以监测商品流通状态和产品质量；通过防伪码链接到每一个商品，查询商品的流通信息和状态信息，实现商品整个流通环节的流通链与产品质量的监控，将不合格的产品信息通告全网，并固化证据。

参见图1，设置实时取证及防窜货系统，系统包括雾节点模块1、云端服务器模块2和数据库模块3。

雾节点模块1是一个集成的数据终端，是将雾节点单元与喷涂有防伪码的被监测商品共同封装形成的节点模块，雾节点模块1随商品进行流通，雾节点单元包括数据采集模块11、Hash计算模块12、节点数据存储模块13、数据传输模块14和身份认证模块15，能够满足基本的数据获取、数据存储、Hash计算和数据传输功能；防伪码是由生产商在雾节点模块投入运输之前喷涂在雾节点模块上，防伪码可以是二维码、条形码或其它能够嵌入信息的防伪图案，防伪码内包含有该雾节点模块的运输时间、批次、预定的流通链等信息；云端服务器模块2包括：服务器模块21、区块链模块22和智能合约模块23。

生产商A通过身份认证模块15关于身份信息的认证，登录系统进行操作，生产商A的操作包括：

生产商A为每件商品分别赋予与各商品唯一对应的防伪码，防伪码中的防伪码信息是由商品信息和设定的商品流通信息构成，商品流通信息包含由生产商A设定的各级经销商的账户地址；由生产商A将防伪码信息分别添加在区块链模块22和数据库模块3中；生产商A在智能合约模块23中赋予商品的环境数据阈值。

在数据采集模块11中设置有温湿度传感器和GPS定位器，通过定时采样获得商品的状态信息，状态信息包括商品的温湿度信息和位置信息。

生产商A在身份认证模块15中为经销商B赋予权限，并为经销商B分配包含有经销商B的身份信息的系统账户和公私钥对(PK_B,SK_B)，每个经销商针对生产商拥有唯一的系统账户和账户地址；生产商A将包含有商品a的雾节点模块1交易给经销商B。

经销商B通过身份认证模块15关于身份信息的认证，登录系统进行操作，经销商B的操作包括：由经销商B将商品a的交易信息分别上传至区块链模块22和数据存储模块3，商品a的交易信息包括交易双方的身份信息、账户地址，以及交易时间，交易双方是指生产商A和经销商B。

客户C针对商品a向服务器模块21输入商品a的防伪码，由服务器模块21根据商品a的防伪码在数据库模块3查询获得并向客户C展示商品a的全部交易信息和状态信息。

具体实施中，按如下过程实现对商品环境数据的取证：

定义：对商品a的质量产生影响的环境数据为F，环境数据F包括环境温度F₁和环境湿度F₂；

在智能合约模块23中，分别设置环境温度F₁的设定范围CF₁，CF₁＝[CF_1min,CF_1max]以及环境湿度F₂的设定范围CF₂，CF₂＝[CF_2min,CF_2max]；设定范围CF₁和设定范围CF₂即为商品的环境数据阈值。

由数据采集模块11按设定的时间间隔采集获得商品a各t_i时刻的环境数据，分别是t_i时刻的环境温度和t_i时刻的环境湿度t_i＝1,2,…,n。

由Hash计算模块12针对由数据采集模块11采集获得的环境数据进行Hash计算，得到环境数据Hash值。

各t_i时刻的环境数据、环境数据Hash值以及位置信息共同存储在节点数据存储模块13中作为节点存储数据，由数据传输模块14将节点存储数据分别上传至区块链模块22和数据库模块3，完成对商品环境数据的取证。

具体实施中，按如下过程判断商品的有效性：

将采集获得的t_i时刻的环境温度和t_i时刻的环境湿度经数据传输模块14上传至智能合约模块23；智能合约模块23将环境温度和环境湿度与设定数据范围进行对比，若是：任一环境数据在t_i和t_i+1的两个相邻检测时刻的检测值均超出对应的设定数据范围，则判定商品a失效；由智能合约模块23将商品失效信息上传至区块链模块22和数据存储模块3，并且在区块链模块22和数据存储模块3中针对商品a添加“商品已失效”的可查询和展示信息。

具体实施中，按如下过程进行窜货监控：

在商品流通过程中，当各级经销商通过身份认证模块15登录系统，系统记录经销商登录时的系统账户，由智能合约模块23将经销商登录时的账户地址与存储在防伪码中的设置的经销商账户地址进行比对，若一致，即未发生窜货；若不一致则表明已发生窜货；由智能合约模块23将窜货信息上传至区块链模块22和数据存储模块3，并且在区块链模块22和数据存储模块3中针对商品a添加“商品已窜货”的可查询和展示信息。

具体实施中，按如下方式判断节点存储数据是否有效：

商品a的环境数据分别存储在区块链模块22和数据库模块3中，服务器模块21针对商品a的节点存储数据通过Hash计算得到商品a的最终Hash值，并存储在区块链模块22中，商品a的最终Hash值H由式(1)计算获得；

式(1)中，Hash表示hash计算，表示用经销商j的私钥SK_j对Hash计算所得到的数值进行第一步签名；表示用经销商j-1的私钥SK_j-1对第一步签名得到的数值进行第二次签名；表示商品a从经销商j-1到经销商j之间的所有的节点存储数据，经销商j-1和经销商j为相邻两级经销商。

在取证时，从数据库模块3中获取商品a在经销商j-1和经销商j之间流通过程中的所有节点存储数据，将所有节点存储数据进行Hash计算，得到商品a的计算Hash值h，商品a的计算Hash值h由式(2)计算获得：

式(2)中，表示取证时从数据库模块(3)中提取的商品a从经销商j-1到经销商j之间的所有的节点存储数据。

从区块链模块22中获取商品a的最终Hash值H，并先后使用经销商j的公钥PK_j和经销商j-1的公钥PK_j-1+进行验证，得到商品a的验证Hash值H’，商品a的验证Hash值H’由式(3)计算获得：

式(3)中，表示用经销商j的公钥PK_j对商品a的最终Hash值H进行第一步验证；表示用经销商j-1的公钥PK_j-1对第一步验证得到的数值进行第二次验证。

将商品a的计算Hash值h与商品a的验证Hash值H’作对比，若h＝H’，表明商品a的验证Hash值有效，即商品a在经销商j-1和经销商j之间流通过程中的节点存储数据没有被修改；若h≠H’，则判断为商品a的验证Hash值为无效，即商品a在经销商j-1和经销商j之间流通过程中的节点存储数据已被修改。

图2所示为本发明运输状态结构图；假定，在一辆运输车辆中一次运输i个雾节点模块，该运输车辆为一个雾节点终端，雾节点终端能够将其中的雾节点模块中所采集的数据和计算出的数值以Merkle Tree的形式进行初步整合，并将整合后的数据发送到数据库模块3和区块链模块22中。区块链模块22每隔一段时间会将收集到的所有雾节点终端上传的数据，并将其按照Merkle Tree的形式整合，并打包成区块，链接到区块链的末尾。区块链模块22将新生成的区块的高度和其中每一笔交易的地址进行记录，并储存至数据库模块3中，以便取证时查找。

区块链内数据越大访问速度越慢，故只在区块链中存放商品信息的Hash值，具体数据都保存在数据库模块3中。因为区块中的所有交易通过Merkle Tree来存储，并且把Merkle Tree的根哈希存储在区块头中，区块头中还包括前一区块的哈希值，根据哈希函数的单向性可知，一个区块一旦生产，不但该区块中的所有交易数据是不可更改的，而且该区块之前的所有区块中的交易信息都是不可更改的。故认为区块链是可信的。

数据存储模块是一个关系型数据库，如SQL server、Oracle等。在该数据库中，存放有所有商品的生产、流通、状态信息等。每个智能合约模块都需要在数据库中建一张表用于存储交易，该表的字段除了包含交易中的所有字段外，还要添加唯一标识一笔交易的txid作为主码以及该交易所在的区块编号block_no。该表按时间字段建一个索引，提高以时间作为查询条件的效率，再按发生交易的节点字段建立一个索引，提高以节点作为查询条件的效率；

以某药品公司为例，将其药品封装形成雾节点模块，雾节点模块表面制有防伪码，防伪码中嵌入药品的唯一标识符，标识符比如为：0107012017122505024，第1位和第2位的“01”表示生产商地址，比如为北京；第3位和第4位的“07”表示省级总代理商代码，比如安徽省总代理商；第5位和第6位的“01”表示市级总代理商代码，比如合肥市总代理商；第7位到第14位表示商品生产日期，第15位和第16位的“05”表示该药品在药品公司的药品序列号，第17位到第19位的“024”表示在生产日期当天的第024批次。生产商先通过身份认证模块的认证，再扫描雾节点模块上的防伪码信息。雾节点模块1将商品信息连同生产厂商的身份信息一起，封装成该药品的第零次交易，发送到区块链模块22中，验证合法性之后，存储到区块链中。生产厂商和各级经销商都有其专属账户，在系统初始化时为它们分配好账户权限以及公私钥对。在药品的流通中，每一次进货和出货，各级经销商都需要扫描商品上的防伪码，同时雾节点模块1会将商品的流通信息上传到区块链和数据库中。故正品从生产出来，到最终销售，都会在区块链中被记录。假设北京生产商为A(编号0101)，安徽省总代理为B(编号0700)，江苏省总代理为C(编号0600)。安徽省下设合肥代理处Ba(编号0701)，安庆代理处Bb(编号0702)；江苏省下设南京代理处Ca(编号0601)，镇江代理处Cb(编号0602)。这一货物规定是销往安徽省合肥市的，则在该商品的销售过程中，会有以下流程：该药品被生产出来后，北京生产商A为其打上防伪码，在将药品卖给安徽省代理B时，B扫描该防伪码，连同该药品的当前状态信息一起，封装成该药品的第一次交易(其中第一次交易的前一次交易时间为商品的生产时间)发送到区块链模块，并记录在数据库中。在药品运输过程中，传感器自动获取药品各项参数，并将数据发送到智能合约模块，由其设定的脚本，自行判断药品状态信息，并自动封装成交易，发送到区块链模块22中，验证合法性后记录在区块链中。安徽省代理B收到药品后，在将该药品卖给合肥市代理Ba时，扫描药品上的防伪码，获取商品信息，连同该药品的状态信息一起，封装成一笔交易，发送到互联网，验证合法性后记录在区块链中。在合肥市代理Ba将该药品卖给消费者时，由合肥市代理Ba扫描药品上的防伪码，生成交易，验证合法性后记录在区块链中。最终区块链中可以查找到一条该药品从A流通到B再到Ba的路径。消费者在购买该药品后，通过扫描软件扫描该药品上的防伪码，由于消费者只有区块链数据的读取权限，而没有写入权限，故其只能查询到该药品的流通信息，即A->B->Ba。

针对窜货判断的系统流程，在每一个雾节点模块的防伪码信息中包括了生产厂商代号、省级销售点代号、市级销售点代号以及商品编号等信息。也就是说，每一批药品被生产出来，都会规定销售地区。在销售过程中，因为商品销售需要通过扫描防伪码将销售信息上传至网络，最终存储在区块链中。在这个过程中，一旦经销商账户编号与预设的不符，智能合约模块会立即做出反应。因此，如果药品跨地区销售，会很快被发现。如果发现窜货行为，系统会向当地生产商发送信息，报告哪一批货物在哪里有窜货嫌疑。如果是正常的调货行为，则不处理；如果是窜货行为，则总部可以记录并对该行为进行处理。以上述批次药品为例，该批次药品规定是销往安徽省合肥市的，但南京的代理商Ca因为从合肥代理商Ba处进货较为便宜，就私自从Ba处进货。因为在销售时需要扫描商品上的防伪码，由于该商品的防伪码中的三四位为07，与第四级代理商的地区编号06不同，故智能合约模块会向总部发出警报，提示该批次的商品有疑似窜货现象的发生，且此时区块链和数据库中能够查找到一条从A到B到Ba再到Ca的路径。

对于某些药品，其储存环境需要严格保持在一定的温度湿度条件下。对于这类药品，由于其是储存在雾节点模块中进行运输的，雾节点模块中具有温湿度传感器。这些传感器会实时监控药品的环境状态，并上传到智能合约模块中。若环境符合药品存放要求则直接将数据传回区块链和数据库中；若药品存放环境低于或超出所要求的阈值并持续一段时间，则智能合约模块会向区块链发送警报，报告该批货物可能已经失效。当市场上的药品出现问题时，也可以通过该系统，来回溯该药品是否为假货以及正品的问题出现在哪一级的哪一个环节。由于区块链的不可篡改性，该数据也可以当作证据来使用。以上述药品为例，假设该批药品需要存储在5摄氏度以下的环境中。此时，厂家会设定传感器的上限阈值为5摄氏度，并将该传感器与药品放在一起运输。若传感器监测到在运输过程中，有持续1分钟环境温度超过阈值，则发出警报声提示运输人员；有持续5分钟以上环境温度高于5摄氏度，则智能合约模块会向区块链发出警报，提示该商品可能失效，并将该数据记入数据库中。若传感器监测到环境温度始终低于阈值，则不作处理。

对于取证，一旦交易完成，该交易就会被永久地记录在区块链中。由于商品标识符和商品是一一对应的，且与区块链相关联，因此防伪码很难造假；在区块链中，后产生的区块包含前一区块的哈希值，保证了交易数据无法篡改。基于以上两点，可以保证后期的取证是可信的、有法律效应的。例如合肥市代理Ba卖给某消费者一药品后，该消费者吃了上述药品后，身体不适，怀疑自己买了假货，想拿起法律的武器维权。在取证时，消费者只需向法庭提供药品包装上的防伪码，法庭根据防伪码提取商品标识符，找到合肥市代理Ba与消费者之间发生的那一次交易，该交易中包含此次交易的具体信息，可以当场验证交易双方是否同时参与了上述交易，区块链的密码学结构使得交易双方均无法抵赖。

Claims (6)

1.一种基于智能合约与雾计算的商品物流环境的监测方法，其特征是，通过雾节点模块识别用户身份及权限；通过编码设定商品销售路线、通过智能合约设定商品存储环境阈值，规范商品流通过程；通过传感器定时采集商品状态信息、进行Hash计算，将计算结果储存并上传至区块链中，将状态信息储存在本地和数据库中，以监测商品流通状态和产品质量；通过防伪码链接到每一个商品，查询商品的流通信息和状态信息，实现商品整个流通环节的流通链与产品质量的监控，将不合格的产品信息通告全网，并固化证据。

2.根据权利要求1所述的基于智能合约与雾计算的商品物流环境的监测方法，其特征是：设置实时取证及防窜货系统，所述系统包括雾节点模块(1)、云端服务器模块(2)和数据库模块(3)；

所述雾节点模块(1)是将雾节点单元与被监测商品共同封装形成的节点模块，所述雾节点模块(1)随商品进行流通，所述雾节点单元包括数据采集模块(11)、Hash计算模块(12)、节点数据存储模块(13)、数据传输模块(14)和身份认证模块(15)；

所述云端服务器模块(2)包括：服务器模块(21)、区块链模块(22)和智能合约模块(23)；

生产商A通过身份认证模块(15)关于身份信息的认证，登录系统进行操作，生产商A的操作包括：

生产商A为每件商品分别赋予与各商品唯一对应的防伪码，所述防伪码中的防伪码信息是由商品信息和设定的商品流通信息构成，所述商品流通信息包含由生产商A设定的各级经销商的账户地址；由生产商A将所述防伪码信息分别添加在区块链模块(22)和数据库模块(3)中；生产商A在智能合约模块(23)中赋予商品的环境数据阈值；

在所述数据采集模块(11)中设置有温湿度传感器和GPS定位器，通过定时采样获得商品的状态信息，所述状态信息包括商品的温湿度信息和位置信息；

生产商A在身份认证模块(15)中为经销商B赋予权限，并为经销商B分配包含有经销商B的身份信息的系统账户和公私钥对(PK_B,SK_B)，每个经销商针对生产商拥有唯一的系统账户和账户地址；生产商A将包含有商品a的雾节点模块(1)交易给经销商B；

经销商B通过身份认证模块(15)关于身份信息的认证，登录系统进行操作，经销商B的操作包括：由经销商B将商品a的交易信息分别上传至区块链模块(22)和数据存储模块(3)，所述商品a的交易信息包括交易双方的身份信息、账户地址，以及交易时间，所述交易双方是指生产商A和经销商B；

客户C针对商品a向服务器模块(21)输入商品a的防伪码，由所述服务器模块(21)根据商品a的防伪码在数据库模块(3)查询获得并向客户C展示商品a的全部交易信息和状态信息。

3.根据权利要求2所述的基于智能合约与雾计算的商品物流环境的监测方法，其特征是：按如下过程实现对商品环境数据的取证：

定义：对商品a的质量产生影响的环境数据为F，环境数据F包括环境温度F₁和环境湿度F₂；

在智能合约模块(23)中，分别设置环境温度F₁的设定范围CF₁，CF₁＝[CF_1min,CF_1max]以及环境湿度F₂的设定范围CF₂，CF₂＝[CF_2min,CF_2max]；所述设定范围CF₁和设定范围CF₂即为商品的环境数据阈值；

由数据采集模块(11)按设定的时间间隔采集获得商品a各t_i时刻的环境数据，分别是t_i时刻的环境温度和t_i时刻的环境湿度t_i＝1,2,…,n；

由Hash计算模块(12)针对由所述数据采集模块(11)采集获得的环境数据进行Hash计算，得到环境数据Hash值；

所述各t_i时刻的环境数据、环境数据Hash值以及位置信息共同存储在节点数据存储模块(13)中作为节点存储数据，由所述数据传输模块(14)将所述节点存储数据分别上传至区块链模块(22)和数据库模块(3)，完成对商品环境数据的取证。

4.根据权利要求2所述的基于智能合约与雾计算的商品物流环境的监测方法，其特征是：按如下过程判断商品的有效性：

将采集获得的t_i时刻的环境温度和t_i时刻的环境湿度经数据传输模块(14)上传至智能合约模块(23)；所述智能合约模块(23)将所述环境温度和环境湿度与设定数据范围进行对比，若是：任一环境数据在t_i和t_i+1的两个相邻检测时刻的检测值均超出对应的设定数据范围，则判定商品a失效；由智能合约模块(23)将商品失效信息上传至区块链模块(22)和数据存储模块(3)，并且在区块链模块(22)和数据存储模块(3)中针对商品a添加“商品已失效”的可查询和展示信息。

5.根据权利要求2所述的基于智能合约与雾计算的商品物流环境的监测方法，其特征是：按如下过程进行窜货监控：

在商品流通过程中，当各级经销商通过身份认证模块(15)登录系统，系统记录经销商登录时的系统账户，由智能合约模块(23)将经销商登录时的账户地址与存储在防伪码中的设置的经销商账户地址进行比对，若一致，即未发生窜货；若不一致则表明已发生窜货；由智能合约模块(23)将窜货信息上传至区块链模块(22)和数据存储模块(3)，并且在区块链模块(22)和数据存储模块(3)中针对商品a添加“商品已窜货”的可查询和展示信息。

6.根据权利要求2所述的基于智能合约与雾计算的商品物流环境的监测方法，其特征是：按如下方式判断节点存储数据是否有效：

商品a的环境数据分别存储在区块链模块(22)和数据库模块(3)中，服务器模块(21)针对商品a的节点存储数据通过Hash计算得到商品a的最终Hash值，并存储在区块链模块(22)中，商品a的最终Hash值H由式(1)计算获得；

式(1)中，Hash表示hash计算，表示用经销商j的私钥SK_j对Hash计算所得到的数值进行第一步签名；表示用经销商j-1的私钥SK_j-1对第一步签名得到的数值进行第二次签名；表示商品a从经销商j-1到经销商j之间的所有的节点存储数据，经销商j-1和经销商j为相邻两级经销商；

在取证时，从数据库模块(3)中获取商品a在经销商j-1和经销商j之间流通过程中的所有节点存储数据，将所有节点存储数据进行Hash计算，得到商品a的计算Hash值h，商品a的计算Hash值h由式(2)计算获得：

式(2)中，表示取证时从数据库模块(3)中提取的商品a从经销商j-1到经销商j之间的所有的节点存储数据；

从区块链模块(22)中获取商品a的最终Hash值H，并先后使用经销商j的公钥PK_j和经销商j-1的公钥PK_j-1+进行验证，得到商品a的验证Hash值H’，商品a的验证Hash值H’由式(3)计算获得：

式(3)中，表示用经销商j的公钥PK_j对商品a的最终Hash值H进行第一步验证；表示用经销商j-1的公钥PK_j-1对第一步验证得到的数值进行第二步验证；

将商品a的计算Hash值h与商品a的验证Hash值H’作对比，若h＝H’，表明商品a的验证Hash值有效，即商品a在经销商j-1和经销商j之间流通过程中的节点存储数据没有被修改；若h≠H’，则判断为商品a的验证Hash值为无效，即商品a在经销商j-1和经销商j之间流通过程中的节点存储数据已被修改。