CN109214829B - 食品安全溯源方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种食品安全溯源方法和装置，方法包括：获取食品生产加工运输过程中的配料标识信息，配料标识信息包括但不限于生产日期、保质期、贮存条件、质量信息；比较配料标识信息与对应的预存食品安全标准数据的匹配度，检测食品是否合格；当检测到食品不合格时，检索食品生产加工运输过程中的配料标识信息，确定对应的出错环节；当检测到食品合格时，根据匹配度，生成对应的质量安全评定信息，并存储至区块链中。通过本发明的技术方案，有效保障了食品的质量安全以及防伪溯源，有利于维护消费者利益，同时也有利于规范行业制度，提升监管效果，任一环节的食品安全出现问题，都可以在区块链上得到认证，明确责任主体，提升了监管效率。

Description

食品安全溯源方法和装置

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，具体而言，涉及一种食品安全溯源方法和一种食品安全溯源装置。

背景技术

区块链是一种新型去中心化协议，能安全地存储数字货币交易或其他数据，信息不可伪造和篡改，可自动执行智能合约。区块链技术的出现将可能极大提升食品产业的信息化水平，提高食品安全信息的透明度，降低治理成本，成为食品安全社会共治体系的一个有力工具，因此它对婴儿食品安全溯源方面也有很重要的意义。目前基于区块链的食品安全溯源方法主要是发行与商品相配适的数字货币，将商品随数字货币的支付而转移，在每次商品因数字货币支付而转移时，商品上携带有与商品对应的来源数字货币接收地址，从而使食品生产-加工-消费各个环节的参与者都无法掺假，且有可信性，但是存在以下技术缺陷：

(1)没有考虑供应商的身份认证，难以保障食品供应商的正规性。

(2)缺乏有力监管，不能对食品制作的参与方形成有效的约束和激励机制。

(3)未利用区块链中的数据对成品进行质量检验，难以保障食品的质量安全。

(4)未考虑区块链中溯源信息的展现形式，普通消费者难以找到有效的详细信息。

发明内容

本发明的目的在于提供一种信息透明可靠的、可以对食品质量进行有效监管的，可以追溯食品质量出错环节的食品安全溯源方法和食品安全溯源装置。

为了实现上述目的，本发明的技术方案提供了一种食品安全溯源方法，包括：获取食品生产加工运输过程中的配料标识信息，配料标识信息包括但不限于生产日期、保质期、贮存条件、质量信息；比较配料标识信息与对应的预存食品安全标准数据的匹配度，检测食品是否合格；当检测到食品不合格时，检索食品生产加工运输过程中的配料标识信息，确定对应的出错环节；当检测到食品合格时，根据匹配度，生成对应的质量安全评定信息，并存储至区块链中。

本方案中，获取食品生产加工运输过程中的配料标识信息，配料标识信息包括但不限于生产日期、保质期、贮存条件、质量信息，有效保证了食品生产加工运输过程中的配料信息数据的可靠性，减少数据在存储、传输、展示环节被篡改，具体地，配料标识信息存入区块链中，随着食品生产加工运输过程中，在区块链中对应的配料标识信息中进行增加更新的数据信息，可以有效保证数据的真实可靠性，通过比较配料标识信息与对应的预存食品安全标准数据的匹配度，检测食品是否合格，有效保障了食品的质量安全以及防伪溯源，通过当检测到食品不合格时，检索食品生产加工运输过程中的配料标识信息，确定对应的出错环节，实现了防伪溯源，一方面，可以及时退到出错环节，进行再次加工形成合格产品，另一方面，可以进行废物回收利用，并追究相关参与商的责任，有利于维护消费者利益，同时也有利于规范行业制度，提升监管效果，任一环节的食品安全出现问题，都可以在区块链上得到认证，明确责任主体，当发生纠纷时，举证和追查也变得更加清晰和容易，提升了监管效率，保障了食品的安全。

优选地，比较配料标识信息与对应的预存食品安全标准数据的匹配度，检测食品是否合格，具体包括：切分食品的配料标识信息，生成数据块；基于默克尔树算法，确定数据块的第一哈希值，并运算确定食品的默克尔树根哈希实际值；基于默克尔树算法，根据食品的对应的预存食品安全标准数据，确定默克尔树根哈希标准值；判断默克尔树根哈希实际值是否等于默克尔树根哈希标准值；若判定默克尔树根哈希实际值等于默克尔树根哈希标准值，则确定食品合格；若判定默克尔树根哈希实际值不等于默克尔树根哈希标准值，则确定食品不合格。

本方案中，基于默克尔树算法，将食品的默克尔树根哈希实际值与默克尔树根哈希标准值进行比较来检测确定食品是否合格，准确性更高，根哈希具有唯一性和代表性，可实现性强，有利于保障食品的质量安全。

优选地，检索食品生产加工运输过程中的配料标识信息，确定对应的出错环节，包括：基于默克尔树算法，按照指定顺序检索对比食品的任一数据块的第一哈希值与预存食品安全标准数据的对应标准数据块的第二哈希值是否相等；当判定第一哈希值与第二哈希值不相等时，确定第一哈希值对应的数据块的环节为出错环节。

本方案中，基于默克尔树算法，按照指定顺序检索对比食品的任一数据块的第一哈希值与预存食品安全标准数据的对应标准数据块的第二哈希值，进行追溯出错环节，实现了防伪溯源，一方面，可以及时退到出错环节，进行再次加工形成合格产品，另一方面，可以进行废物回收利用，并追究相关参与商的责任，有利于维护消费者利益，同时也有利于规范行业制度，提升监管效果，任一环节的食品安全出现问题，都可以在区块链上得到认证，明确责任主体。

优选地，还包括：接收身份验证成功的参与商终端发送的配料标识信息，并根据食品生产加工运输过程的进行存储更新至区块链中。

本方案中，通过接收身份验证成功的参与商终端发送的配料标识信息，并根据食品生产加工运输过程的进行存储更新至区块链中，身份验证的设置有效保障了参与商的正规性，同时也保障了数据的真实性，实现了食品生产加工运输过程中的相关数据信息的全方位传递，有利于追溯食品的生产加工运输整个过程中的各个环节，进而有利于进行质量安全评定，有利于保障食品的安全。

优选地，还包括：根据区块链中存储的质量安全评定信息、食品生产加工运输过程中的配料标识信息，生成识别标码。

本方案中，通过根据区块链中存储的质量安全评定信息、食品生产加工运输过程中的配料标识信息，生成识别标码，有利于消费者扫描识别标码进行查看，从而了解追溯食品的生产加工运输整个过程中的各个环节，实现了食品的生产加工运输整个过程的信息展示，提升了信息的透明度，有利于公众进行监管，提升食品的安全监管力度。

需要说明的是，识别标码包括但不限于条形码、二维码、网页链接。

本发明的技术方案还提供了一种食品安全溯源装置，包括：获取单元，用于获取食品生产加工运输过程中的配料标识信息，配料标识信息包括但不限于生产日期、保质期、贮存条件、质量信息；检测单元，用于比较配料标识信息与对应的预存食品安全标准数据的匹配度，检测食品是否合格；检索单元，用于当检测到食品不合格时，检索食品生产加工运输过程中的配料标识信息，确定对应的出错环节；存储单元，用于当检测到食品合格时，根据匹配度，生成对应的质量安全评定信息，并存储至区块链中。

本方案中，获取食品生产加工运输过程中的配料标识信息，配料标识信息包括但不限于生产日期、保质期、贮存条件、质量信息，有效保证了食品生产加工运输过程中的配料信息数据的可靠性，减少数据在存储、传输、展示环节被篡改，具体地，配料标识信息存入区块链中，随着食品生产加工运输过程中，在区块链中对应的配料标识信息中进行增加更新的数据信息，可以有效保证数据的真实可靠性，通过比较配料标识信息与对应的预存食品安全标准数据的匹配度，检测食品是否合格，有效保障了食品的质量安全以及防伪溯源，通过当检测到食品不合格时，检索食品生产加工运输过程中的配料标识信息，确定对应的出错环节，实现了防伪溯源，一方面，可以及时退到出错环节，进行再次加工形成合格产品，另一方面，可以进行废物回收利用，并追究相关参与商的责任，有利于维护消费者利益，同时也有利于规范行业制度，提升监管效果，任一环节的食品安全出现问题，都可以在区块链上得到认证，明确责任主体，当发生纠纷时，举证和追查也变得更加清晰和容易，提升了监管效率，保障了食品的安全。

优选地，还包括：生成单元，用于切分食品的配料标识信息，生成数据块；确定单元，用于基于默克尔树算法，确定数据块的第一哈希值，并运算确定食品的默克尔树根哈希实际值；确定单元还用于：基于默克尔树算法，根据食品的对应的预存食品安全标准数据，确定默克尔树根哈希标准值；判断单元，用于判断默克尔树根哈希实际值是否等于默克尔树根哈希标准值；确定单元还用于：若判定默克尔树根哈希实际值等于默克尔树根哈希标准值，则确定食品合格；确定单元还用于：若判定默克尔树根哈希实际值不等于默克尔树根哈希标准值，则确定食品不合格。

本方案中，基于默克尔树算法，将食品的默克尔树根哈希实际值与默克尔树根哈希标准值进行比较来检测确定食品是否合格，准确性更高，根哈希具有唯一性和代表性，可实现性强，有利于保障食品的质量安全。

优选地，检索单元还用于：基于默克尔树算法，按照指定顺序检索对比食品的任一数据块的第一哈希值与预存食品安全标准数据的对应标准数据块的第二哈希值是否相等；确定单元还用于：当判定第一哈希值与第二哈希值不相等时，确定第一哈希值对应的数据块的环节为出错环节。

本方案中，基于默克尔树算法，按照指定顺序检索对比食品的任一数据块的第一哈希值与预存食品安全标准数据的对应标准数据块的第二哈希值，进行追溯出错环节，实现了防伪溯源，一方面，可以及时退到出错环节，进行再次加工形成合格产品，另一方面，可以进行废物回收利用，并追究相关参与商的责任，有利于维护消费者利益，同时也有利于规范行业制度，提升监管效果，任一环节的食品安全出现问题，都可以在区块链上得到认证，明确责任主体。

优选地，存储单元还用于：接收身份验证成功的参与商终端发送的配料标识信息，并根据食品生产加工运输过程的进行存储更新至区块链中。

本方案中，通过接收身份验证成功的参与商终端发送的配料标识信息，并根据食品生产加工运输过程的进行存储更新至区块链中，身份验证的设置有效保障了参与商的正规性，同时也保障了数据的真实性，实现了食品生产加工运输过程中的相关数据信息的全方位传递，有利于追溯食品的生产加工运输整个过程中的各个环节，进而有利于进行质量安全评定，有利于保障食品的安全。

优选地，生成单元还用于：根据区块链中存储的质量安全评定信息、食品生产加工运输过程中的配料标识信息，生成识别标码。

本方案中，通过根据区块链中存储的质量安全评定信息、食品生产加工运输过程中的配料标识信息，生成识别标码，有利于消费者扫描识别标码进行查看，从而了解追溯食品的生产加工运输整个过程中的各个环节，实现了食品的生产加工运输整个过程的信息展示，提升了信息的透明度，有利于公众进行监管，提升食品的安全监管力度。

通过以上技术方案，在区块链溯源的基础上，引入身份认证、默克尔树算法，利用区块链中的数据对食品进行检测，确定是否合格，利用识别标码展现区块链中的食品的生产加工运输整个过程的信息，有效保障了食品的质量安全，而且有利于消费者找到食品相关的有效详细信息，而且对参与商进行身份验证，有效保障了参与商的正规性，也保障了区块链中数据的真实性，整体提升了食品安全的监管力度，有效提升了食品行业规范化以及食品安全。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为一实施例中的食品安全溯源方法的示意流程图；

图2为一实施例中的食品安全溯源装置的示意框图；

图3为一实施例中的默克尔树算法运算示意图；

图4为一实施例中的默克尔树算法检索示意图；

图5为一实施例中的食品安全溯源装置的示意框图；

图6为一实施例中的食品安全溯源方法的示意流程图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示，该实施例中的食品安全溯源方法包括以下步骤：

S102，获取食品生产加工运输过程中的配料标识信息，配料标识信息包括但不限于生产日期、保质期、贮存条件、质量信息；

S104，比较配料标识信息与对应的预存食品安全标准数据的匹配度，检测食品是否合格；

S106，当检测到食品不合格时，检索食品生产加工运输过程中的配料标识信息，确定对应的出错环节；

S108，当检测到食品合格时，根据匹配度，生成对应的质量安全评定信息，并存储至区块链中。

本实施例中，获取食品生产加工运输过程中的配料标识信息，配料标识信息包括但不限于生产日期、保质期、贮存条件、质量信息，有效保证了食品生产加工运输过程中的配料信息数据的可靠性，减少数据在存储、传输、展示环节被篡改，具体地，配料标识信息存入区块链中，随着食品生产加工运输过程中，在区块链中对应的配料标识信息中进行增加更新的数据信息，可以有效保证数据的真实可靠性，通过比较配料标识信息与对应的预存食品安全标准数据的匹配度，检测食品是否合格，有效保障了食品的质量安全以及防伪溯源，通过当检测到食品不合格时，检索食品生产加工运输过程中的配料标识信息，确定对应的出错环节，实现了防伪溯源，一方面，可以及时退到出错环节，进行再次加工形成合格产品，另一方面，可以进行废物回收利用，并追究相关参与商的责任，有利于维护消费者利益，同时也有利于规范行业制度，提升监管效果，任一环节的食品安全出现问题，都可以在区块链上得到认证，明确责任主体，当发生纠纷时，举证和追查也变得更加清晰和容易，提升了监管效率，保障了食品的安全。

需要说明的是，预存食品安全标准数据具体为对食品进行进一步分类，如：婴儿配方奶粉、婴儿米糊、婴儿水果泥等，针对不同的食品分别建立对应的食品安全标准数据库，将具体的原材料要求、添加剂含量等食品安全标准存入该数据库，并在系统上开放一个数据库更新接口，该标准数据库将自动跟随新标准的颁布而更新。

优选地，比较配料标识信息与对应的预存食品安全标准数据的匹配度，检测食品是否合格，具体包括：切分食品的配料标识信息，生成数据块；基于默克尔树算法，确定数据块的第一哈希值，并运算确定食品的默克尔树根哈希实际值；基于默克尔树算法，根据食品的对应的预存食品安全标准数据，确定默克尔树根哈希标准值；判断默克尔树根哈希实际值是否等于默克尔树根哈希标准值；若判定默克尔树根哈希实际值等于默克尔树根哈希标准值，则确定食品合格；若判定默克尔树根哈希实际值不等于默克尔树根哈希标准值，则确定食品不合格。

本实施例中，基于默克尔树算法，将食品的默克尔树根哈希实际值与默克尔树根哈希标准值进行比较来检测确定食品是否合格，准确性更高，根哈希具有唯一性和代表性，可实现性强，有利于保障食品的质量安全。

具体地，首先将标准数据库中预存食品安全标准数据分成小的数据块，分别有相应的哈希值和它对应，再把相邻的两个哈希合并成一个字符串，然后运算这个字符串的哈希值，得到了一个“子哈希”。如果最开始的哈希总数是单数，那到最后必然出现一个单哈希，这种情况就直接对它进行哈希运算，所以也能得到它的子哈希。依次往上推，得到数目更少的新一级哈希，最终形成一棵倒挂的树，到了树根的这个位置，这一代就剩下一个根哈希了，即默克尔树根哈希标准值，同样的，将区块链中储存的食品生产加工运输等过程的配料标识信息，以同样的标准细分成小的数据块，进行默克尔树算法运算，得到默克尔树根哈希实际值，具体操作如图3所示。

假设最开始将预存食品安全标准数据划分为9个数据块，Data01、Data02……Data09。首先对数据块做hash运算，Node0i＝hash(Data0i),i＝1，2，…，9；然后将相邻两个hash块串联，做hash运算，Node1((i+1)/2)＝hash(Node0i+Node0(i+1))，i＝1，3，5，7；对于i＝9，Node1((i+1)/2)＝hash(Node0i)；然后重复上一步，直到生成最终的默克尔树根哈希标准值。

优选地，检索食品生产加工运输过程中的配料标识信息，确定对应的出错环节，包括：基于默克尔树算法，按照指定顺序检索对比食品的任一数据块的第一哈希值与预存食品安全标准数据的对应标准数据块的第二哈希值是否相等；当判定第一哈希值与第二哈希值不相等时，确定第一哈希值对应的数据块的环节为出错环节。

本实施例中，基于默克尔树算法，按照指定顺序检索对比食品的任一数据块的第一哈希值与预存食品安全标准数据的对应标准数据块的第二哈希值，进行追溯出错环节，实现了防伪溯源，一方面，可以及时退到出错环节，进行再次加工形成合格产品，另一方面，可以进行废物回收利用，并追究相关参与商的责任，有利于维护消费者利益，同时也有利于规范行业制度，提升监管效果，任一环节的食品安全出现问题，都可以在区块链上得到认证，明确责任主体。

具体地，如图4所示，假设需要对比9部分数据，即对比9个数据块的值是否相等。由图4可知，叶子节点node11的value＝hash(f1),是第一个数据块f1的HASH；而其父亲节点node6的value＝hash(v11,v12)，也就是其子节点node11、node12值的HASH。如此层层计算，根节点的value其实是所有叶子节点value的唯一特征。

假如该食品的数据块5与食品安全标准不符，比较检索过程如下:首先比较v0是否相同,如果不同，检索其叶子节点node1和node2；v1不同，v2相同，检索node1的叶子节点node3、node4；v3相同，v4不同，检索比较node4的叶子节点node8和node9；v8不同，v9相同，检索比较node8的叶子节点node15和node16；v15不同，v16相同，node15为叶子节点，获取其目录信息，即数据块5不同；检索比较完毕。

优选地，还包括：接收身份验证成功的参与商终端发送的配料标识信息，并根据食品生产加工运输过程的进行存储更新至区块链中。

本实施例中，通过接收身份验证成功的参与商终端发送的配料标识信息，并根据食品生产加工运输过程的进行存储更新至区块链中，身份验证的设置有效保障了参与商的正规性，同时也保障了数据的真实性，实现了食品生产加工运输过程中的相关数据信息的全方位传递，有利于追溯食品的生产加工运输整个过程中的各个环节，进而有利于进行质量安全评定，有利于保障食品的安全。

具体地，参与商预先申请数字证书，数字证书认证中心审核用户信息，签发数字证书，并生成交易信息，存入区块链，之后在参与商登陆时，通过区块链的认证信息验证用户身份，身份验证成功后进行下一步操作。身份验证不成功可能是没有注册，这种情况返回步骤一去注册，如果依然登录失败，则证明该供应商没有生产、加工、经销等交易的资格。质量监督管理机构等各类职能部门通过区块链的智能合约技术，制定相应的监督管理策略，如设定原材料的新鲜程度、添加剂的含量、运输时长、贮存环境湿度等，若任一环节不满足监管部门设定的智能合约标准，合约会自动终止，并第一时间通知质量监督管理等相关机构，及时采取措施。该智能合约将从原材料的采集到成品销售一直发挥作用。为每份原材料分配唯一的标识信息，将该标记信息写入区块链中，区块链通过共识算法将其保存的唯一性标识信息同步到其他所有节点。随着原材料的转移，在区块链中记录婴儿食品生产、加工、运输等一系列交易信息，着重地，记录原材料质量、添加剂数量等与婴儿食品安全相关的数据。若材料有二次分配，则再给新分配出的材料一个唯一的标识信息，保证最终的每份婴儿食品都有自己的唯一标识信息。

优选地，还包括：根据区块链中存储的质量安全评定信息、食品生产加工运输过程中的配料标识信息，生成识别标码。

本实施例中，通过根据区块链中存储的质量安全评定信息、食品生产加工运输过程中的配料标识信息，生成识别标码，有利于消费者扫描识别标码进行查看，从而了解追溯食品的生产加工运输整个过程中的各个环节，实现了食品的生产加工运输整个过程的信息展示，提升了信息的透明度，有利于公众进行监管，提升食品的安全监管力度。

需要说明的是，识别标码包括但不限于条形码、二维码、网页链接。

具体地，将区块链中食品标识、生产加工运输等交易信息及质量安全评定信息等数据进行梳理整合，生成二维码，粘贴到食品外包装上，供消费者查看。

如图2所示，该实施例中的食品安全溯源装置200，包括：获取单元202，用于获取食品生产加工运输过程中的配料标识信息，配料标识信息包括但不限于生产日期、保质期、贮存条件、质量信息；检测单元204，用于比较配料标识信息与对应的预存食品安全标准数据的匹配度，检测食品是否合格；检索单元206，用于当检测到食品不合格时，检索食品生产加工运输过程中的配料标识信息，确定对应的出错环节；存储单元208，用于当检测到食品合格时，根据匹配度，生成对应的质量安全评定信息，并存储至区块链中。

本实施例中，获取食品生产加工运输过程中的配料标识信息，配料标识信息包括但不限于生产日期、保质期、贮存条件、质量信息，有效保证了食品生产加工运输过程中的配料信息数据的可靠性，减少数据在存储、传输、展示环节被篡改，具体地，配料标识信息存入区块链中，随着食品生产加工运输过程中，在区块链中对应的配料标识信息中进行增加更新的数据信息，可以有效保证数据的真实可靠性，通过比较配料标识信息与对应的预存食品安全标准数据的匹配度，检测食品是否合格，有效保障了食品的质量安全以及防伪溯源，通过当检测到食品不合格时，检索食品生产加工运输过程中的配料标识信息，确定对应的出错环节，实现了防伪溯源，一方面，可以及时退到出错环节，进行再次加工形成合格产品，另一方面，可以进行废物回收利用，并追究相关参与商的责任，有利于维护消费者利益，同时也有利于规范行业制度，提升监管效果，任一环节的食品安全出现问题，都可以在区块链上得到认证，明确责任主体，当发生纠纷时，举证和追查也变得更加清晰和容易，提升了监管效率，保障了食品的安全。

需要说明的是，预存食品安全标准数据具体为对食品进行进一步分类，如：婴儿配方奶粉、婴儿米糊、婴儿水果泥等，针对不同的食品分别建立对应的食品安全标准数据库，将具体的原材料要求、添加剂含量等食品安全标准存入该数据库，并在系统上开放一个数据库更新接口，该标准数据库将自动跟随新标准的颁布而更新。

优选地，还包括：生成单元210，用于切分食品的配料标识信息，生成数据块；确定单元212，用于基于默克尔树算法，确定数据块的第一哈希值，并运算确定食品的默克尔树根哈希实际值；确定单元212还用于：基于默克尔树算法，根据食品的对应的预存食品安全标准数据，确定默克尔树根哈希标准值；判断单元214，用于判断默克尔树根哈希实际值是否等于默克尔树根哈希标准值；确定单元212还用于：若判定默克尔树根哈希实际值等于默克尔树根哈希标准值，则确定食品合格；确定单元212还用于：若判定默克尔树根哈希实际值不等于默克尔树根哈希标准值，则确定食品不合格。

本实施例中，基于默克尔树算法，将食品的默克尔树根哈希实际值与默克尔树根哈希标准值进行比较来检测确定食品是否合格，准确性更高，根哈希具有唯一性和代表性，可实现性强，有利于保障食品的质量安全。

具体地，首先将标准数据库中预存食品安全标准数据分成小的数据块，分别有相应的哈希值和它对应，再把相邻的两个哈希合并成一个字符串，然后运算这个字符串的哈希值，得到了一个“子哈希”。如果最开始的哈希总数是单数，那到最后必然出现一个单哈希，这种情况就直接对它进行哈希运算，所以也能得到它的子哈希。依次往上推，得到数目更少的新一级哈希，最终形成一棵倒挂的树，到了树根的这个位置，这一代就剩下一个根哈希了，即默克尔树根哈希标准值，同样的，将区块链中储存的食品生产加工运输等过程的配料标识信息，以同样的标准细分成小的数据块，进行默克尔树算法运算，得到默克尔树根哈希实际值，具体操作如图3所示。

假设最开始将预存食品安全标准数据划分为9个数据块，Data01、Data02……Data09。首先对数据块做hash运算，Node0i＝hash(Data0i),i＝1，2，…，9；然后将相邻两个hash块串联，做hash运算，Node1((i+1)/2)＝hash(Node0i+Node0(i+1))，i＝1，3，5，7；对于i＝9，Node1((i+1)/2)＝hash(Node0i)；然后重复上一步，直到生成最终的默克尔树根哈希标准值。

优选地，检索单元206还用于：基于默克尔树算法，按照指定顺序检索对比食品的任一数据块的第一哈希值与预存食品安全标准数据的对应标准数据块的第二哈希值是否相等；确定单元212还用于：当判定第一哈希值与第二哈希值不相等时，确定第一哈希值对应的数据块的环节为出错环节。

本实施例中，基于默克尔树算法，按照指定顺序检索对比食品的任一数据块的第一哈希值与预存食品安全标准数据的对应标准数据块的第二哈希值，进行追溯出错环节，实现了防伪溯源，一方面，可以及时退到出错环节，进行再次加工形成合格产品，另一方面，可以进行废物回收利用，并追究相关参与商的责任，有利于维护消费者利益，同时也有利于规范行业制度，提升监管效果，任一环节的食品安全出现问题，都可以在区块链上得到认证，明确责任主体。

具体地，如图4所示，假设需要对比9部分数据，即对比9个数据块的值是否相等。由图4可知，叶子节点node11的value＝hash(f1),是第一个数据块f1的HASH；而其父亲节点node6的value＝hash(v11,v12)，也就是其子节点node11、node12值的HASH。如此层层计算，根节点的value其实是所有叶子节点value的唯一特征。

假如该食品的数据块5与食品安全标准不符，比较检索过程如下:首先比较v0是否相同,如果不同，检索其叶子节点node1和node2；v1不同，v2相同，检索node1的叶子节点node3、node4；v3相同，v4不同，检索比较node4的叶子节点node8和node9；v8不同，v9相同，检索比较node8的叶子节点node15和node16；v15不同，v16相同，node15为叶子节点，获取其目录信息，即数据块5不同；检索比较完毕。

优选地，存储单元208还用于：接收身份验证成功的参与商终端发送的配料标识信息，并根据食品生产加工运输过程的进行存储更新至区块链中。

本实施例中，通过接收身份验证成功的参与商终端发送的配料标识信息，并根据食品生产加工运输过程的进行存储更新至区块链中，身份验证的设置有效保障了参与商的正规性，同时也保障了数据的真实性，实现了食品生产加工运输过程中的相关数据信息的全方位传递，有利于追溯食品的生产加工运输整个过程中的各个环节，进而有利于进行质量安全评定，有利于保障食品的安全。

具体地，参与商预先申请数字证书，数字证书认证中心审核用户信息，签发数字证书，并生成交易信息，存入区块链，之后在参与商登陆时，通过区块链的认证信息验证用户身份，身份验证成功后进行下一步操作。身份验证不成功可能是没有注册，这种情况返回步骤一去注册，如果依然登录失败，则证明该供应商没有生产、加工、经销等交易的资格。质量监督管理机构等各类职能部门通过区块链的智能合约技术，制定相应的监督管理策略，如设定原材料的新鲜程度、添加剂的含量、运输时长、贮存环境湿度等，若任一环节不满足监管部门设定的智能合约标准，合约会自动终止，并第一时间通知质量监督管理等相关机构，及时采取措施。该智能合约将从原材料的采集到成品销售一直发挥作用。为每份原材料分配唯一的标识信息，将该标记信息写入区块链中，区块链通过共识算法将其保存的唯一性标识信息同步到其他所有节点。随着原材料的转移，在区块链中记录婴儿食品生产、加工、运输等一系列交易信息，着重地，记录原材料质量、添加剂数量等与婴儿食品安全相关的数据。若材料有二次分配，则再给新分配出的材料一个唯一的标识信息，保证最终的每份婴儿食品都有自己的唯一标识信息。

优选地，生成单元210还用于：根据区块链中存储的质量安全评定信息、食品生产加工运输过程中的配料标识信息，生成识别标码。

本实施例中，通过根据区块链中存储的质量安全评定信息、食品生产加工运输过程中的配料标识信息，生成识别标码，有利于消费者扫描识别标码进行查看，从而了解追溯食品的生产加工运输整个过程中的各个环节，实现了食品的生产加工运输整个过程的信息展示，提升了信息的透明度，有利于公众进行监管，提升食品的安全监管力度。

具体地，将区块链中食品标识、生产加工运输等交易信息及质量安全评定信息等数据进行梳理整合，生成二维码，粘贴到食品外包装上，供消费者查看。

如图5所示，该实施例中的食品安全溯源装置500，包括：

身份认证模块502：参与商首次提出申请数字证书，数字证书认证中心审核用户信息，签发数字证书，并生成交易信息，存入区块链。若用户再一次产生交易，则该系统通过区块链的认证信息验证用户身份。身份验证成功才可以进行下一步操作。身份认证保证了供应商的正规性，责任到人，以此保证食品原材料、添加剂等的质量。

智能合约模块504：智能合约是一套以数字形式定义的承诺，包括合约参与方可以在上面执行这些承诺的协议。该系统将智能合约的规则内嵌到区块链，形成有效的约束和激励机制。合约内容包括生鲜产品产地、食品生产加工环境认定、添加剂和营养物质等含量、保质期及保存期等有关食品质量的规定。如果某一产品某一添加剂超标或者超范围，合约自动终止，监管者会第一时间获得通知，大大降低食品安全重大事故发生的概率。

食品标识模块506：从原材料的采集开始建立食品配料标识信息，每份配料都有唯一的标识，保证每份配料的唯一性，且都有源可寻。

数据存储模块508：将食品配料标识信息及每次交易的记录存入区块链中，包括原材料的产地、质量，养殖种植情况，生产、加工、运输等交易记录，保证溯源时数据的可靠性，避免数据在存储、传输、展示环节被篡改。

安全溯源模块510：查询数据存储模块508中区块链的记录，顺向追踪(生产源头—消费终端)或逆向回溯(消费终端—生产源头)食品质量安全及其相关信息，保证食品生产加工销售等流程透明展示，使食品的整个生产经营活动始终处于有效监控中。

质量检验模块512：分类食品，在区块链上建立食品安全标准数据库，将具体的原材料要求、添加剂含量等食品安全标准数据存入该数据库，因国家食品安全标准数据随着时间的推移、技术的进步而有所变化，所以该系统开放数据库更新接口，该食品安全标准数据库将自动跟随新标准的颁布而更新。然后将该食品安全标准数据库中的数据进行哈希运算，生成默克尔树根哈希标准值，作为对照，再通过默克尔树算法，将区块链中食品质量相关数据进行哈希运算，生成对应的唯一一个默克尔树根哈希实际值，将默克尔树根哈希实际值与默克尔树根哈希标准值相比较，确定该食品的质量，若两值相等，则食品符合标准，合格。最后根据其营养物、添加剂等含量划分安全等级，为销售商提供供货顺序的咨询建议，为消费者提供食品质量安全报告。

销售展示模块514：将区块链中食品标识、生产加工运输等交易及质量安全评定信息等数据进行梳理整合，生成二维码，附着在待销售食品的外包装上，消费者扫描该二维码即可看到该食品的相关信息。

如图6所示，该实施例中的食品安全溯源方法包括以下步骤：

S602，质量监督管理等相关机构，设定智能合约；

具体地，以婴儿配方产品为例，质量监督管理等相关机构依据编号为CNS 6849-2008的《婴儿配方食品》国家食品安全标准制定智能合约，写入区块链，若生产加工运输过程的实际数据超出或不达合约范围，智能合约自动在第一时间通知监管部门，敦促其及时采取相关措施。如：根据一般条件下鲜牛奶的存放时间(0℃约为48小时，10℃约为24小时，25℃约为6小时，30℃约为3小时)，智能合约设定好相应温度下鲜牛奶的可用期限，若婴儿配方奶粉的加工商使用过期的鲜牛奶作为原料乳，该系统自动发送通告告知相关监管部门；如：婴儿配方奶粉的贮存湿度低于40％、温度高于10摄氏度低于20摄氏度，若贮存环境不达标，智能合约发送通告，监管部门将勒令仓库整改，保证奶粉的质量。并且由于区块链的公开性、透明性，整个婴儿配方奶粉产业链的参与方均可查询产品状态，根据智能合约及市场规则，对上游环节进行纵向约束。

S604，质量监督管理等相关机构，食品分类；

S606，建立对应的食品安全标准数据库，开放数据库更新接口；

具体地，以婴儿配方产品为例，质检方C首先根据编号为CNS6849-2008的《婴儿配方食品》国家食品安全标准在区块链中建立婴儿配方奶粉安全标准数据库，将具体的原材料要求、添加剂含量等食品安全标准存入该数据库，如：婴儿配方奶粉在即食状态下每100mL所含的能量应在250kJ(60kcal)～295kJ(70kcal)范围内，而且开放数据库更新接口，该标准数据库将自动跟随新标准的颁布而更新。

S608，食品产业链参与商，用户注册，申请数字证书，审核通过，用户登录，身份验证；

具体地，原料乳、添加剂等供应商及包装、运输商等婴儿配方奶粉参与方均先申请数字证书，填写相关生产加工资质信息，数字证书认证中心审核用户信息，审核通过将该用户信息存入区块链。每次交易前婴儿配方奶粉产业链参与商均需先登录验证身份。

S610，食品配料供应商将每份配料进行唯一性标记，写入区块链；

S612，进行生产、加工、运输等交易，并将过程中记录信息写入区块链，更新配料标记信息；

具体地，原料乳供应商A将每份原料乳进行唯一性标记，并将该标记信息及原料乳生产日期、粘稠度等质量信息写入区块链，区块链通过共识算法将其保存的信息同步到其他所有节点，然后A将原料乳交易给奶粉加工商B；原料乳经过滤、高温杀菌、浓缩、喷雾干燥、冷却等一系列加工过程后，成为婴儿配方奶粉，若原料乳有二次分配，经历不同的加工，则再给新分配出的材料一个唯一的标识信息，保证最终的每份婴儿食品都有自己的唯一标识信息，加工商B将加工过程、添加剂含量及唯一标识信息等数据写入区块链，区块链通过共识算法将其保存的信息同步到其他所有节点，然后B将奶粉交易给质检方C。

S614，根据国家食品安全标准进行质量检验，划分食品安全等级；

具体地，质检方C根据食品安全标准数据库中的最新信息，进行默克尔树算法运算，得到默克尔树根哈希标准值，再将区块链中婴儿配方奶粉质量安全相关数据进行默克尔树算法运算，得到默克尔树根哈希实际值，通过比较两值是否一致确定该奶粉是否为合格产品，写入区块链，区块链再通过共识算法将其保存的信息同步到其他所有节点，合格的奶粉产品转入下一流程进行包装分箱贮存，不合格的奶粉产品通过默克尔树算法检索数据块，判断具体哪一环节出了问题，可再加工的退到出错环节进行再次加工成合格产品，不可再加工的进行废物回收利用，并追究责任。质检方C还可以根据相关标准结合奶粉中营养物、添加剂等含量为产品划分安全等级，并写入区块链。然后合格的奶粉产品交易给包装商D进行包装分箱贮存。

S616，将区块链中的相关信息生成二维码，粘贴到外包装；

S618，贮存，销售。

具体地，贮存方E将奶粉交易给经销商F，经F售卖给消费者，消费者可通过扫描婴儿食品外包装上的二维码查询该食品相关的质量安全信息。

以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，本发明提出了一种食品安全溯源方法和一种食品安全溯源装置，在区块链溯源的基础上，引入身份认证、默克尔树算法，利用区块链中的数据对食品进行检测，确定是否合格，利用识别标码展现区块链中的食品的生产加工运输整个过程的信息，有效保障了食品的质量安全，而且有利于消费者找到食品相关的有效详细信息，而且对参与商进行身份验证，有效保障了参与商的正规性，也保障了区块链中数据的真实性，整体提升了食品安全的监管力度，有效提升了食品行业规范化以及食品安全。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种食品安全溯源方法，其特征在于，包括：

获取食品生产加工运输过程中的配料标识信息，所述配料标识信息包括但不限于生产日期、保质期、贮存条件、质量信息；

比较所述配料标识信息与对应的预存食品安全标准数据的匹配度，检测食品是否合格；

当检测到所述食品不合格时，检索所述食品生产加工运输过程中的所述配料标识信息，确定对应的出错环节；

当检测到所述食品合格时，根据所述匹配度，生成对应的质量安全评定信息，并存储至区块链中；

所述比较所述配料标识信息与对应的预存食品安全标准数据的匹配度，检测食品是否合格，具体包括：

切分所述食品的所述配料标识信息，生成数据块；

基于默克尔树算法，确定所述数据块的第一哈希值，并运算确定所述食品的默克尔树根哈希实际值；

基于所述默克尔树算法，根据所述食品的对应的所述预存食品安全标准数据，确定默克尔树根哈希标准值；

判断所述默克尔树根哈希实际值是否等于所述默克尔树根哈希标准值；

若判定所述默克尔树根哈希实际值等于所述默克尔树根哈希标准值，则确定所述食品合格；

若判定所述默克尔树根哈希实际值不等于所述默克尔树根哈希标准值，则确定所述食品不合格。

2.根据权利要求1所述的食品安全溯源方法，其特征在于，所述检索所述食品生产加工运输过程中的所述配料标识信息，确定对应的出错环节，包括：

基于默克尔树算法，按照指定顺序检索对比所述食品的任一所述数据块的所述第一哈希值与所述预存食品安全标准数据的对应标准数据块的第 二哈希值是否相等；

当判定所述第一哈希值与所述第二哈希值不相等时，确定所述第一哈希值对应的所述数据块的环节为所述出错环节。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的食品安全溯源方法，其特征在于，还包括：

接收身份验证成功的参与商终端发送的所述配料标识信息，并根据所述食品生产加工运输过程的进行存储更新至所述区块链中。

4.根据权利要求1至2中任一项所述的食品安全溯源方法，其特征在于，还包括：

根据所述区块链中存储的所述质量安全评定信息、所述食品生产加工运输过程中的所述配料标识信息，生成识别标码 。

5.一种食品安全溯源装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取食品生产加工运输过程中的配料标识信息，所述配料标识信息包括但不限于生产日期、保质期、贮存条件、质量信息；

检测单元，用于比较所述配料标识信息与对应的预存食品安全标准数据的匹配度，检测食品是否合格；

检索单元，用于当检测到所述食品不合格时，检索所述食品生产加工运输过程中的所述配料标识信息，确定对应的出错环节；

存储单元，用于当检测到所述食品合格时，根据所述匹配度，生成对应的质量安全评定信息，并存储至区块链中；

还包括：

生成单元，用于切分所述食品的所述配料标识信息，生成数据块；

确定单元，用于基于默克尔树算法，确定所述数据块的第一哈希值，并运算确定所述食品的默克尔树根哈希实际值；

所述确定单元还用于：基于所述默克尔树算法，根据所述食品的对应的所述预存食品安全标准数据，确定默克尔树根哈希标准值；

判断单元，用于判断所述默克尔树根哈希实际值是否等于所述默克尔树根哈希标准值；

所述确定单元还用于：若判定所述默克尔树根哈希实际值等于所述默 克尔树根哈希标准值，则确定所述食品合格；

所述确定单元还用于：若判定所述默克尔树根哈希实际值不等于所述默克尔树根哈希标准值，则确定所述食品不合格。

6.根据权利要求5所述的食品安全溯源装置，其特征在于，

所述检索单元还用于：基于默克尔树算法，按照指定顺序检索对比所述食品的任一所述数据块的所述第一哈希值与所述预存食品安全标准数据的对应标准数据块的第二哈希值是否相等；

所述确定单元还用于：当判定所述第一哈希值与所述第二哈希值不相等时，确定所述第一哈希值对应的所述数据块的环节为所述出错环节。

7.根据权利要求5至6中任一项所述的食品安全溯源装置，其特征在于，

所述存储单元还用于：接收身份验证成功的参与商终端发送的所述配料标识信息，并根据所述食品生产加工运输过程的进行存储更新至所述区块链中。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的食品安全溯源装置，其特征在于，

所述生成单元还用于：根据所述区块链中存储的所述质量安全评定信息、所述食品生产加工运输过程中的所述配料标识信息，生成识别标码。

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