CN109472617A - 基于区块链的水产品流通追踪系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种基于区块链的水产品流通追踪系统，用于对水产品从捕捞、运输到餐桌的全过程生成流通记录，建立去中心化的信用机制，保证流通记录的不可篡改，并且能够以较小的时间粒度执行对每批次水产品的流通时间追溯，从而满足水产品保鲜保活的时效性需求；同时，本发明降低了流通记录生效以及查询的时间延迟和通信开销，便于广大消费者的使用。

Description

基于区块链的水产品流通追踪系统与方法

技术领域

本发明涉及区块链应用技术，尤其涉及一种基于区块链的水产品流通追踪系统与方法。

背景技术

近年来，食品安全事件频发，禽流感、瘦肉精、三聚氰胺、大米镉超标等一系列的质量安全问题引发了消费者信任危机，也是国家建设发展诚信社会工作上的重大挑战。食品质量安全问题日益突出，鱼、虾、蟹、海鲜等水产品为丰富人民餐桌的重要营养来源，其安全质量问题同样越来越受到重视。水产品蛋白质含量高，易发生变质，在流通环节具有保活或者保鲜的要求，根据媒体曝光，极少数不法经营者采用添加防腐剂、伪造流通记录等手段，将已过保鲜期的水产品冒充新鲜水产品，甚至将本应下架的水产品继续销售，欺骗消费者，造成了严重的食品安全隐患。。

水产品流通追踪系统能够标识食品来源，提供其从捕捞、运输到餐桌的流通全过程中的详细信息。一旦发生了食品安全意外事件，通过水产品流通追踪系统可以快速准确地定位到发生问题环节，明确责任主体，及时召回问题食品，遏制问题蔓延势头，这是解决目前食品安全窘迫现状的有效方法之一。例如，中国专利CN106096983A提供了一种基于物联网技术的农产品溯源系统及方法，采用移动终端向用户展示各商家在售的农产品信息，然后在用户下单购买农产品后自动从云服务器获取与用户购买商家相匹配的农产品的生长信息进行显示，从而实现了农产品溯源信息的主动推送，简化了用户操作，提升了用户体验感；此外，由于在采集装置中设置Lora芯片，并通过Lora网关将采集装置监测到的农产品的生长信息转发至云服务器，从而增加了采集装置的无线传输距离，减少了采集装置的功耗，降低了采集装置的通信成本。

通过水产品流通追踪系统，各批次水产品在各个阶段的流通记录被上传至流通追踪数据库进行保存并接受联网查询。该流通追踪数据库仍然采用中心信用制度，一般由水产品交易平台作为运营方，对流通记录的真实性负责，并接受市场监管部门等第三方的监督，从而保障其信用的可信赖性。

但是，现有的水产品流通追踪系统仍然存在中心信用度不足、供应链中各角色间信息传递的可靠性不高等问题尚有待解决。对于水产品来说，产前、产中、产后的过程涉及生产商、加工商、中间商和末端消费者等，涉及到的“点多、线长、面广、错综交叉”，食品安全监管和溯源尤为困难。对于流通当中各个节点上传流通记录的真实性尚没有完全有效的验证机制，信息采集也存在一定的滞后，不能适应水产品保活保鲜的时效性需求；另外由于经营主体众多，市场监管部门等第三方也只能采用抽查的办法进行监督，对中心信用度的保障仍然主要是依靠水产品交易平台的自觉性来维护，无法在广大生产者、消费者中建立普遍的信用共识，难免存在隐患。

区块链技术是用来对比特币区块链网络以及对交易信息加密传输进行构建的基础技术，该技术要解决的核心问题是如何在缺乏可信任中心机构和渠道的情况下，分布在网络中的节点如何达成共识。区块链被定义为一个分布式的账本，区块链当中的所有参与节点都拥有整个链上的交易信息及数据。因此区块链技术具有极强的健壮性，因为链上的每个参与节点仅仅作为整个链上的一部分，每个参与节点的权利均等，都存储着相同的账簿，破坏部分参与节点对整个链来说完全不会造成影响。因为存储在区块链当中的记录信息不可篡改且真实可信，使得人们对区块链的信任日渐超过对信用中心的信任。在众多传统行业和区块链企业的共同努力之下，世界将由中心化的信任模式下慢慢过渡到由数据、算法为核心的系统模式，当中心化机构逐渐被弱化之后，以区块链为代表的系统将逐渐接管整个世界的运作，最终形成“去中心化”的系统信任。

由于应用区块链技术能保证在整个环节中数据的不可篡改、不可替换，那么，将区块链技术应用于水产品流通追踪系统，就可以解决现有中心数据库的信用度不足、流通记录可靠性差、信息采集上传滞后而无法保证时效性等诸多问题。

不过，区块链技术也存在自身的一些缺陷，例如，由于区块链技术不可逆的特性，也导致载入区块链的流通记录等数据不能更改和撤销，而在现实生活中取消交易、变更交易的情形是比较常见的，而且水产品本身易损耗的特点也造成需要对以往的流通记录具有一定的可变更能力。另外，区块链技术中交易记账是存在延迟性的，拿比特币举例，当前产生的交易的有效性需要被大多数节点认可，但是受网络传输影响，网络上大多数节点得知这笔交易要等到下一个记账周期(比特币控制在10分钟左右)，而且区块链技术中还存在小概率事件影响，就是当网络上同时有两个或以上节点竞争到记账权力，那么在网络中就会产生两个或者两个以上的区块链分支，这时候到底那个分支记录的数据是有效的，则要再等下一个记账周期，最终由最长的区块链分支来决定；因此区块链的交易数据是有延迟性的。而且，参与区块链的每个节点本地都要具有一份完整账本，这就需要追溯每一笔记录，这就导致参与区块链的节点所需要处理的数据量超大，例如，节点第一次加入区块链时，需要下载历史上所有交易记录才能正常工作，这必然耗费极大的时间成本和通信资源。

发明内容

本发明提出了一种基于区块链的水产品流通追踪系统，用于对水产品从捕捞、运输到餐桌的全过程生成流通记录，建立去中心化的信用机制，保证流通记录的不可篡改，并且能够以较小的时间粒度执行对每批次水产品的流通时间追溯，从而满足水产品保鲜保活的时效性需求；同时，本发明降低了流通记录生效以及查询的时间延迟和通信开销，便于广大消费者的使用。

本发明所述的一种基于区块链的水产品流通追踪系统，其特征在于，包括：水产品流通信息采集层、水产品交易信息记录层、区块链传输验证层、智能合约控制层、应用层；

水产品流通信息采集层，用于在水产品流通的各个环节采集每批次水产品的相关信息并生成流通记录，以及在每个时间粒度单位为每批次水产品生成水产品时效记录，将所述流通记录和水产品时效记录实时传送给所述区块链传输验证层；

水产品交易信息记录层，用于针对水产品的每笔交易产生交易单，利用交易单发送者的私钥进行数字签名后，以接受者的公钥作为接收方地址，将交易单发送至所述区块链传输验证层；

区块链传输验证层，包括验证节点，所述验证节点获取所述流通记录、水产品时效记录和交易单，通过共识算法产生的具有记账权的验证节点对所述流通记录、水产品时效记录和交易单进行验证，产生新的验证区块，并将验证区块广播至全部验证节点，每个验证节点将该验证区块作为最新一个区块写入每个验证节点保存的区块链账本；

所述智能合约控制层，用于通过读取所述区块链账本中的水产品时效记录，并且当所述水产品时效记录满足预定的触发条件后生成强制性交易单，并且由所述区块链传输验证层进行验证；

所述应用层用于从所述区块链传输验证层读取所述区块链账本，并从中查询以及向用户显示所述流通记录、水产品时效记录和交易单。

具体来说，所述区块链传输验证层根据所述区块链账本中为所述流通记录、水产品时效记录以及交易单各自建立分账本，分别由验证节点按照共识算法进行验证并写入各自的区块链。

更具体来说，所述区块链传输验证层根据所述流通记录和所述水产品时效记录的时效性，针对所述流通记录和所述水产品时效记录的分账本，定期重新创建初始区块并更新区块链。

具体来说，所述区块链传输验证层针对所述流通记录、水产品时效记录以及交易单各自的分账本采用不同的共识算法进行验证。

更具体来说，所述区块链传输验证层针对所述流通记录和水产品时效记录采用POW共识算法进行验证，并且针对所述交易点采用DPOS共识算法进行验证。

具体来说，所述应用层的节点可以从所述区块链传输验证层的任意一个验证节点获取所述区块链账本，并且从所述区块链传输验证层的任意一个其它验证节点对所获取的所述区块链账本进行验证。

具体来说，所述智能合约控制层根据所述区块链账本中的水产品时效记录，判断该批次水产品是否到达下架期限，在到达下架期限后生成包含强制性下架指示的强制性交易单，并且提供给所述区块链传输验证层进行验证；所述应用层节点根据包含强制性下架指示的强制性交易单关闭所涉及批次的水产品的交易。

具体来说，所述智能合约控制层用于将合约规则提供给所述区块链传输验证层进行验证，具有记账权的验证节点通过共识算法对所述合约规则进行验证，并将验证后的合约规则广播至全部验证节点，每个验证节点将合约规则写入区块链账本。

更具体的是，具有记账权的验证节点根据所述合约规则，判断所述区块链账本中的水产品时效记录是否满足合约规则所预定的触发条件，并且在满足所述触发条件的情况下生成强制性交易单，将强制性交易单写入所述验证区块。

本发明进而提供了一种基于区块链的水产品流通追踪方法，其特征在于，包括以下步骤：

水产品流通信息采集步骤，在水产品流通的各个环节采集每批次水产品的相关信息并生成流通记录，以及在每个时间粒度单位为每批次水产品生成水产品时效记录，将所述流通记录和水产品时效记录实时传送以便进行区块链传输验证；

水产品交易信息记录步骤，针对水产品的每笔交易产生交易单，利用交易单发送者的私钥进行数字签名后，以接受者的公钥作为接收方地址，发送所述交易单以便进行区块链传输验证；

区块链传输验证步骤，用于由验证节点获取所述流通记录、水产品时效记录和交易单，由通过共识算法产生的具有记账权的验证节点对所述流通记录、水产品时效记录和交易单进行验证，产生新的验证区块，并将验证区块广播至全部验证节点，每个验证节点将该验证区块作为最新一个区块写入每个验证节点保存的区块链账本；

水产品时效保证步骤，通过读取所述区块链账本中的水产品时效记录，并且当所述水产品时效记录满足预定的触发条件后生成强制性交易单，并且对强制性交易单进行区块链传输验证；

用户查询显示步骤，读取所述区块链账本，并从中查询以及向用户显示所述流通记录、水产品时效记录和交易单。

采用本发明所述基于区块链的水产品流通追踪系统，一方面利用区块链技术，能保证在水产品从捕捞到最终消费者的整个环节中流通数据的不可篡改、不可替换，并且实现了去中心化的信用机制，防止水产品流通平台弄虚作假，增强消费者的信任度，缓解市场监管部门的监督压力；本发明针对水产品保鲜保活的要求，实施区块链基础上的时效记录，对超时效水产品强制下架，关闭交易，彻底杜绝了超期销售、以陈代新的现象；本发明采用多种共识机制，并且当水产品已经下架因而流通记录和时效记录已经没有意义的情况下，定期重建相关的区块链，从而缩短了区块链的长度，减小了回溯验证区块有效性的延迟。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

附图1示出了根据本发明实施方式的系统总体架构示意图。

附图2示出了根据本发明实施方式的基于区块链的水产品流通追踪方法的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1所示，本发明提供一种基于区块链的水产品流通追踪系统，包括：水产品流通信息采集层、水产品交易信息记录层、区块链传输验证层、智能合约控制层、应用层。

其中，水产品流通信息采集层用于在水产品流通的各个环节采集每批次水产品的相关信息并生成流通记录，以及在每个时间粒度单位为每批次水产品生成水产品时效记录，将所述流通记录和水产品时效记录实时传送给所述区块链传输验证层。水产品流通信息采集层包括二维码标签、电子标签、水产品数据采集单元。其中，二维码标签和电子标签当中存储有每个批次水产品唯一的身份识别标识和水产品流通追踪系统的网络链接。二维码标签或者电子标签可以固定在每批次水产品的运输容器、外包装或者水产品本身之上，不可拆除。并且，电子标签是可读写的，可以在水产品流通的每个环节写入与流通相关的新信息，比如交接时间、经办人等。水产品数据采集单元，与电子标签信号连接，采集电子标签当中记录的流通信息；具体的，所述水产品数据采集单元包括网关和数据采集单元，数据采集单元感应识别或者扫描电子标签上存储的身份识别标识信息，并采集水产品的流通信息，数据采集单元与网关无线通信连接，网关与所述区块链传输验证层具有网络通信连接；数据采集单元与网关采用Lora或Zigebee协议无线通信连接，网关通过宽带网络或者4G通信协议与区块链传输验证层进行通信连接。并且，水产品流通每个环节配置的水产品数据采集单元，对于通过扫码录入并登记处于本环节上的每个批次的水产品，会按照时间粒度单位(例如每一个小时)生成一个水产品时效记录，该时效记录也会实时传送给所述区块链传输验证层。

水产品交易信息记录层，用于针对水产品的每笔交易产生交易单，利用交易单发送者的私钥进行数字签名后，以接受者的公钥作为接收方地址，将交易单发送至所述区块链传输验证层。这里的水产品交易包括流通环节的中间交易以及面向消费者的最终交易，交易单会记录所涉及的该批次水产品的身份识别标识等信息。交易的购买者或者出售者都可以作为所述交易单发送者，相应的交易对方作为所述交易单的接收方。

区块链传输验证层，包括验证节点，所述验证节点获取所述流通记录、水产品时效记录和交易单，通过共识算法产生的具有记账权的验证节点对所述流通记录、水产品时效记录和交易单进行验证，产生新的验证区块，并将验证区块广播至全部验证节点，每个验证节点将该验证区块作为最新一个区块写入每个验证节点保存的区块链账本。

首先，区块链传输验证层是基于区块链技术分布式信用机制的基本原理，实现对水产品交易的流通记录、水产品时效记录和交易单进行验证与记账的。区块链(Blockchain)首次在中本聪发表的《Bitcoin:A Peer-to-Peer Electronic Cash System》文章中出现。区块链是一个巨大的去中心化的账本数据库。随着交易的不断产生,所有参与的验证节点不断的对交易信息进行验证，并找到合适的区块对交易进行存储,这个链式结构会不断增长延长。这些区块依照时间的顺序不断添加到原有的区块链上。每一个参与认证的节点都拥有一份完整的区块链的备份记录。区块链是一个不可篡改的,全网全程的、分布式数据库系统,它通过多方共识算法建立起了互联网上的信任,并通过智能合约实现了服务流程自动化。在区块链系统中,产生的每笔记录信息都需要多个参与者达成共识,每个参与者的权利都是平等的,区块链当中的每个参与者都将存储整个链上记录的所有交易数据,即使某个参与者节点遭到攻击或者被被损坏,不会对区块链产生任何不好的影响。同样的,当链上参与者之间产生一笔新的交易记录时,链上的全部参与者都可以有权利验证交易记录的真实可信性,若这些参与角色人为交易记录不可信,则该交易不能生效,交易失败,区块链上存储的交易数据是由链上参与者共同维护的。区块链技术具有极强的健壮性,因为链上的每个参与节点仅仅作为整个链上的一部分,每个参与节点的权利均等,都存储着相同的账簿,破坏部分参与节点对整个链来说完全不会造成影响。另一方面,区块链的运行机制能够确保交易的安全性,在一个偌大的系统中,除非掌握并控制大多数节点,否则整个系统依据会参照链上参与者的一键决定真实的结果是什么,对链上的部分信息进行修改毫无意义。最后,于区块链中不存在权利过大的中心化机构,进而使得交易成本大幅度降低,交易效率也得到很大的提升。Merkle哈希是保护数据安全的关键技术。数据以哈希值的形式存储在区块中，并影响后续区块哈希值的计算。因此任何一个达成共识后的数据都是不可篡改，不可消除的，任何一个数据的微小改变都会造成瀑布效应，使后续所有数据发生大的变动，如果攻击方试图对已经加入到区块链的区块信息进行篡改,则必须更改所有可信参与者存储的区块信息及该区块后面的交易信息,对于一个不断增长的区块链来说,攻击方要想完称所有工作进行修改几乎没有可能,区块链的去中心化技术及区块的共识机制实现了区块链上交易的有效证明。

其次，所述区块链传输验证层根据所述区块链账本中为所述流通记录、水产品时效记录以及交易单各自建立分账本，分别由验证节点按照共识算法进行验证并写入各自的区块链。也就是说，本发明的区块链传输验证层针对所述流通记录、水产品时效记录以及交易单建立并维护三条区块链形式的分账本。所述区块链传输验证层针对所述流通记录、水产品时效记录以及交易单各自的分账本，可以采用不同的共识算法进行验证。其中，所述区块链传输验证层针对所述流通记录和水产品时效记录采用POW共识算法进行验证，并且针对所述交易点采用DPOS共识算法进行验证。事实上，区块链虽然具备上文提到的各种各样优势，但其所能够支撑的交易效率低、延时长一直是一大缺陷，并不能完全适应本发明针对水产品流通和交易实现共识验证的需求，特别是比特币系统当中引入的基于极大工作量的POW共识验证算法，会在很大程度上造成时延。为此，本发明采用了多种互补的共识验证方式。其中，针对所述流通记录和水产品时效记录采用POW共识算法进行验证，POW的过程就是要求验证节点尝试进行SHA256哈希运算，找出满足给定数量前导0的哈希值的过程。要求的前导0的个数越多，代表难度越大，能够最先成功解出符合前导要求的哈希值的验证节点获取记账权。而交易对低延时的要求更高，因此对于交易的分账本，本发明采用DPOS共识算法，DPOS引入了见证人这个概念，见证人可以生成区块，每一个持验证节点利用投票机制选举见证人；见证人的候选名单每个维护周期(1天)更新一次；见证人然后随机排列，每个见证人按序有2秒的权限时间生成区块，若见证人在给定的时间片不能生成区块，区块生成权限交给下一时间片对应的见证人，可见DPOS核心思想是通过缩小参与核心共识过程的节点数量，以提高共识效率。

并且，区块链的共识验证机制，要求每个验证节点上都有一份完整账本，该账本是自初始区块开始衍生至当前区块的一个庞大哈希数据链，并且当获得一个新的验证区块，每个验证节点还需要追溯账本的每一步记录，以便验证该区块的真实性，确认是否支持该区块，因此随着时间推进，当账本累积的数据超大的时候，就会有性能问题，而且对于新加入的验证节点来说，首次使用区块链技术之前还要下载一个包含以往全部历史数据的大型账本文件，是极为不方便的。为此，考虑到流通记录和水产品时效记录本身存在的意义就有一定的时间期限，当所涉及批次的水产品被消费之后一段时间，这些记录本身存在的价值也就没有了。故而，本发明的所述区块链传输验证层根据所述流通记录和所述水产品时效记录的时效性，针对所述流通记录和所述水产品时效记录的分账本，定期重新创建初始区块并更新区块链。其中，重新建立的分账本会将尚具有时效性(即该批次水产品被消费尚未超过预定时间)的流通记录和水产品时效记录迁移到新的区块链分账本，而抛弃已经不具备时效性的所述流通记录和水产品时效记录，从而实现了定期缩减的区块链分账本，有利于降低延时和解决验证节点第一次进入区块链时存在完全不必要的开销的问题。

所述智能合约控制层，用于通过读取所述区块链账本中的水产品时效记录，并且当所述水产品时效记录满足预定的触发条件后生成强制性交易单，并且由所述区块链传输验证层进行验证。所述智能合约是由计算机代码定义的交易规则，一旦某个事件触发合约中的条款，交易规则即自动执行。智能合约的概念久已有之，但是随着区块链公开、非中心化、不可篡改的特性，极大增强了智能合约的适用性和健壮性，因此利用写在区块链上的计算机代码来公布和执行智能合约规则成为了目前通行的解决方案，智能合约和区块链的共识算法的组合，能够更好的满足应用的功能性和非功能性的需求。在本发明中，所述智能合约控制层定义的智能合约交易规则主要涉及判断根据保鲜保活的要求，水产品是否达到强制下架的状态。所述智能合约控制层根据所述区块链账本中的水产品时效记录，判断该批次水产品是否到达下架期限，在到达下架期限后生成包含强制性下架指示的强制性交易单，该强制性交易单用于关闭所涉及批次水产品的交易，该强制性交易单被提供给所述区块链传输验证层进行验证；该强制性交易单经过验证产生新的验证区块，并将验证区块广播至全部验证节点，每个验证节点将该验证区块作为最新一个区块写入每个验证节点保存的区块链账本。所述应用层节点根据包含强制性下架指示的强制性交易单，关闭所涉及批次的水产品的交易。在智能合约控制层的具体实现方式方面，所述智能合约控制层用于将合约规则提供给所述区块链传输验证层进行验证，具有记账权的验证节点通过共识算法对所述合约规则进行验证，并将验证后的合约规则广播至全部验证节点，每个验证节点将合约规则写入区块链账本，从而每个验证节点都有能力根据区块链账本中的水产品时效记录，比对合约规则，触发所述强制性交易单的生成。每次合约执行过程中，具有记账权的验证节点根据所述合约规则，判断所述区块链账本中的水产品时效记录是否满足合约规则所预定的触发条件，并且在满足所述触发条件的情况下生成强制性交易单，将强制性交易单写入所述验证区块。

所述应用层用于从所述区块链传输验证层读取所述区块链账本，并从中查询以及向用户显示所述流通记录、水产品时效记录和交易单。所述应用层的节点可以从所述区块链传输验证层的任意一个验证节点获取所述区块链账本，并且从所述区块链传输验证层的任意一个其它验证节点对所获取的所述区块链账本进行验证。从而，对于普通消费者来说，不必须注册成为验证节点而获取所述区块链账本，而是可以作为应用层节点，从任意一个验证节点获取所述区块链账本，并且从所述区块链传输验证层的任意一个其它验证节点对所获取的所述区块链账本进行验证。

如图2所示，基于以上系统架构，本发明提供了一种基于区块链的水产品流通追踪方法，其特征在于，包括以下步骤：

水产品流通信息采集步骤，在水产品流通的各个环节采集每批次水产品的相关信息并生成流通记录，以及在每个时间粒度单位为每批次水产品生成水产品时效记录，将所述流通记录和水产品时效记录实时传送以便进行区块链传输验证；

水产品交易信息记录步骤，针对水产品的每笔交易产生交易单，利用交易单发送者的私钥进行数字签名后，以接受者的公钥作为接收方地址，发送所述交易单以便进行区块链传输验证；

区块链传输验证步骤，用于由验证节点获取所述流通记录、水产品时效记录和交易单，由通过共识算法产生的具有记账权的验证节点对所述流通记录、水产品时效记录和交易单进行验证，产生新的验证区块，并将验证区块广播至全部验证节点，每个验证节点将该验证区块作为最新一个区块写入每个验证节点保存的区块链账本；

水产品时效保证步骤，通过读取所述区块链账本中的水产品时效记录，并且当所述水产品时效记录满足预定的触发条件后生成强制性交易单，并且对强制性交易单进行区块链传输验证；

用户查询显示步骤，读取所述区块链账本，并从中查询以及向用户显示所述流通记录、水产品时效记录和交易单。

综上所述，本发明对水产品从捕捞、运输到餐桌的全过程生成流通记录，建立去中心化的信用机制，保证流通记录的不可篡改，并且能够以较小的时间粒度执行对每批次水产品的流通时间追溯，从而满足水产品保鲜保活的时效性需求；同时，本发明降低了流通记录生效以及查询的时间延迟和通信开销，便于广大消费者的使用。采用本发明所述基于区块链的水产品流通追踪系统，一方面利用区块链技术，能保证在水产品从捕捞到最终消费者的整个环节中流通数据的不可篡改、不可替换，并且实现了去中心化的信用机制，防止水产品流通平台弄虚作假，增强消费者的信任度，缓解市场监管部门的监督压力；本发明针对水产品保鲜保活的要求，实施区块链基础上的时效记录，对超时效水产品强制下架，关闭交易，彻底杜绝了超期销售、以陈代新的现象；本发明采用多种共识机制，并且当水产品已经下架因而流通记录和时效记录已经没有意义的情况下，定期重建相关的区块链，从而缩短了区块链的长度，减小了回溯验证区块有效性的延迟。

本发明中的各个模块和节点可以通过软件、硬件、软件和硬件相结合的方式实现，可以采用计算机程序，存储有计算机程序的存储器件，通过处理器、数字处理单元、中央控制器等方式运行以实现其相应的功能。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于区块链的水产品流通追踪系统，其特征在于，包括：水产品流通信息采集层、水产品交易信息记录层、区块链传输验证层、智能合约控制层、应用层；

水产品流通信息采集层，用于在水产品流通的各个环节采集每批次水产品的相关信息并生成流通记录，以及在每个时间粒度单位为每批次水产品生成水产品时效记录，将所述流通记录和水产品时效记录实时传送给所述区块链传输验证层；

水产品交易信息记录层，用于针对水产品的每笔交易产生交易单，利用交易单发送者的私钥进行数字签名后，以接受者的公钥作为接收方地址，将交易单发送至所述区块链传输验证层；

区块链传输验证层，包括验证节点，所述验证节点获取所述流通记录、水产品时效记录和交易单，通过共识算法产生的具有记账权的验证节点对所述流通记录、水产品时效记录和交易单进行验证，产生新的验证区块，并将验证区块广播至全部验证节点，每个验证节点将该验证区块作为最新一个区块写入每个验证节点保存的区块链账本；

所述智能合约控制层，用于通过读取所述区块链账本中的水产品时效记录，并且当所述水产品时效记录满足预定的触发条件后生成强制性交易单，并且由所述区块链传输验证层进行验证；

所述应用层用于从所述区块链传输验证层读取所述区块链账本，并从中查询以及向用户显示所述流通记录、水产品时效记录和交易单。

2.根据权利要求1所述的基于区块链的水产品流通追踪系统，其特征在于，所述区块链传输验证层根据所述区块链账本中为所述流通记录、水产品时效记录以及交易单各自建立分账本，分别由验证节点按照共识算法进行验证并写入各自的区块链。

3.根据权利要求2所述的基于区块链的水产品流通追踪系统，其特征在于，所述区块链传输验证层根据所述流通记录和所述水产品时效记录的时效性，针对所述流通记录和所述水产品时效记录的分账本，定期重新创建初始区块并更新区块链。

4.根据权利要求3所述的基于区块链的水产品流通追踪系统，其特征在于，所述区块链传输验证层针对所述流通记录、水产品时效记录以及交易单各自的分账本采用不同的共识算法进行验证。

5.根据权利要求4所述的基于区块链的水产品流通追踪系统，其特征在于，所述区块链传输验证层针对所述流通记录和水产品时效记录采用POW共识算法进行验证，并且针对所述交易点采用DPOS共识算法进行验证。

6.根据权利要求5所述的基于区块链的水产品流通追踪系统，其特征在于，所述应用层的节点可以从所述区块链传输验证层的任意一个验证节点获取所述区块链账本，并且从所述区块链传输验证层的任意一个其它验证节点对所获取的所述区块链账本进行验证。

7.根据权利要求6所述的基于区块链的水产品流通追踪系统，其特征在于，所述智能合约控制层根据所述区块链账本中的水产品时效记录，判断该批次水产品是否到达下架期限，在到达下架期限后生成包含强制性下架指示的强制性交易单，并且提供给所述区块链传输验证层进行验证；所述应用层节点根据包含强制性下架指示的强制性交易单关闭所涉及批次的水产品的交易。

8.根据权利要求7所述的基于区块链的水产品流通追踪系统，其特征在于，所述智能合约控制层用于将合约规则提供给所述区块链传输验证层进行验证，具有记账权的验证节点通过共识算法对所述合约规则进行验证，并将验证后的合约规则广播至全部验证节点，每个验证节点将合约规则写入区块链账本。

9.根据权利要求8所述的基于区块链的水产品流通追踪系统，其特征在于，具有记账权的验证节点根据所述合约规则，判断所述区块链账本中的水产品时效记录是否满足合约规则所预定的触发条件，并且在满足所述触发条件的情况下生成强制性交易单，将强制性交易单写入所述验证区块。

10.一种基于区块链的水产品流通追踪方法，其特征在于，包括以下步骤：

水产品流通信息采集步骤，在水产品流通的各个环节采集每批次水产品的相关信息并生成流通记录，以及在每个时间粒度单位为每批次水产品生成水产品时效记录，将所述流通记录和水产品时效记录实时传送以便进行区块链传输验证；

水产品交易信息记录步骤，针对水产品的每笔交易产生交易单，利用交易单发送者的私钥进行数字签名后，以接受者的公钥作为接收方地址，发送所述交易单以便进行区块链传输验证；

区块链传输验证步骤，用于由验证节点获取所述流通记录、水产品时效记录和交易单，由通过共识算法产生的具有记账权的验证节点对所述流通记录、水产品时效记录和交易单进行验证，产生新的验证区块，并将验证区块广播至全部验证节点，每个验证节点将该验证区块作为最新一个区块写入每个验证节点保存的区块链账本；

水产品时效保证步骤，通过读取所述区块链账本中的水产品时效记录，并且当所述水产品时效记录满足预定的触发条件后生成强制性交易单，并且对强制性交易单进行区块链传输验证；

用户查询显示步骤，读取所述区块链账本，并从中查询以及向用户显示所述流通记录、水产品时效记录和交易单。