CN109993546B - 一种基于rfid和区块链的药品追溯系统及实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于商业，例如购物或电子商务技术领域，公开了一种基于RFID和区块链的药品追溯系统及实现方法，通过RFID读写设备对药品生产、运输及销售过程的数据自动录入到区块链进行存储；区块链平台采用联盟链的形式，允许多个参与方共同参与账本的建立和维护。区块链网络采用多通道的架构对不同通道内的账本信息进行隔离，实现粗粒度的隐私保护，更进一步在通道内采用加密算法和权限管理策略，实现细粒度的隐私保护。本发明利用基于RFID和区块链的药品追溯系统对药品进行追溯，克服了现有药企自建追溯系统或者第三方追溯平台的数据源可靠性和数据中心化存储的不足，实现药品追溯系统的公开性和透明性。

Description

一种基于RFID和区块链的药品追溯系统及实现方法

技术领域

本发明属于商业，例如购物或电子商务技术领域，尤其涉及一种基于RFID和区块链的药品追溯系统及实现方法。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：药品追溯对于患者的用药安全具有重大意义，原国家食药监局叫停药品电子监管系统的主要原因在于药企关心的信息安全无法得到保障。目前药品追溯有两种模式，一种是药企自建药品追溯系统，另外一种是使用第三方追溯平台。药企自建的药品追溯平台主要针对医药零售终端的店员而设计，购买药品的消费者无权通过该系统查询药品追溯信息，而第三方追溯平台可查询的信息集中在药品生产企业，中下游的药品分销商和药店信息较少。无论药企自建还是使用第三方平台，传统的药品溯源系统使用的是中心化的存储模式，在这种模式下，由于药企和第三方平台都是药品供应链上的利益相关方，当存储信息对自己不利时，这些企业可能会篡改数据库使药品追溯变得毫无意义。

综上所述，现有技术存在的问题是：药企和第三方平台都是药品供应链上的利益相关方，当存储信息对自己不利时，企业可能会篡改数据库使药品追溯变得毫无意义。采用条形码技术录入条码的数据不能更新，信息容量小，追溯信息主要集中在药品生产信息，缺少药品流转和出售信息，存在药品中途被掉包的风险；中心化的数据存储模式不能保障存入系统信息的安全性和不可篡改性。

解决上述技术问题的难度：

需要解决药品追溯信息只包含药品生产企业录入的数据，增加药品流转和出售信息；解决传统追溯系统中心化的数据存储模式可能存在人为篡改和黑客攻击的风险，采用分布式的账本提高信息的安全性。

解决上述技术问题的意义：

RFID标签具备数据重复读写的能力，将RFID技术用于药品追溯，可以加入药品流转和出售等追溯信息；区块链技术具备去中心化和不可篡改的特性，除了将用于追溯的药品信息记录到公共账本上、实现药品生产流转过程透明之外，还能使得药企关心的敏感数据的隐私保护问题得到解决。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于RFID和区块链的药品追溯系统及实现方法。

本发明是这样实现的，一种基于RFID和区块链的药品追溯的实现方法，所述基于RFID和区块链的药品追溯的实现方法通过RFID读写设备对药品生产、运输及销售过程的数据自动录入到区块链进行存储；区块链平台采用联盟链的形式，多个参与方共同参与账本的建立和维护；参与方包括：制药企业、分销商、零售商和监管部门；区块链网络采用多通道的架构对不同通道内的账本信息进行隔离，实现粗粒度的隐私保护，在通道内采用加密算法和权限管理策略，实现细粒度的隐私保护。

进一步，所述基于RFID和区块链的药品追溯的实现方法具体包括：

第一步，制药企业生产药品时，在药品包装盒外粘贴RFID标签，用于记录药品生产信息以及药品后续流转过程中信息的读写，生产信息包括药品编码、药品名称、产地、生产日期和保质期；有竞争关系的制药企业申请加入不同的区块链通道；制药企业对分销商发起交易时，对需要隐私处理的交易信息进行加密，将处理后的数据上传到区块链账本；

第二步，分销商使用RFID读写设备将药品的流转信息记录到区块链账本中，流转信息包括制药企业名称、发送时间、到达时间和物流公司名称；有竞争关系的分销商申请加入不同的通道；分销商向药店发起交易时，对需要隐私处理的交易信息进行加密，将处理后的数据上传到区块链账本；

第三步，药店使用RFID读写设备将药品的出售信息记录到区块链账本中，出售信息包括药品名称、出售价格、药店名称和药店地址；

第四步，监管部门具有对区块链网络所有通道内账本的访问权利，区块链网络的证书中心在颁发公钥和私钥时，对公私钥对进行备份，并发送给监管部门节点，对于通道内的加密数据，监管部门用备份的私钥进行解密，读取交易明文；监管部门负责将药品的生产信息和流通信息上传到数据库内，供消费者查询；

第五步，消费者通过药品编号查询药品的生产流通信息，实现药品的追溯。

进一步，所述第一步中RFID是射频识别技术，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，每个RFID标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象。

进一步，所述第一步中区块链通道是部分网络成员之间拥有独立的通信渠道，在通道中发送的交易只有属于通道的成员可见，对通道的信息进行隔离，使得通道外的实体无法访问通道内的信息，实现交易的隐私性。

进一步，所述第一步中区块链账本由一系列有顺序和防篡改的记录组成，记录包含着数据的全部状态改变。

进一步，所述第二步中对需要隐私处理的交易信息进行加密是交易信息包含商业机密等信息时，交易发起方要对交易信息进行数字签名，交易信息分为公开数据和隐私数据，隐私数据采用对方的公钥进行加密；经过加密处理后的数据上传到区块链网络，经过共识机制确认后记入区块链账本。

本发明的另一目的在于提供一种实现所述基于RFID和区块链的药品追溯的实现方法的基于RFID和区块链的药品追溯系统，所述基于RFID和区块链的药品追溯系统包括：药品供应链层、数据采集层和区块链层；

药品供应链层包括的参与方有药品生产企业，物流公司，分销商和药店，用于在药品流转过程中将数据录入到追溯系统内；

数据采集层包括RFID标签和RFID读写设备等，由于RFID标签信息容量大，录入数据可以增添，可以将药品流转过程的信息记录在标签上；

区块链层采用多通道的系统架构，药品供应链层的参与方作为区块链节点申请加入到某一通道内，共同维护区块链账本。

本发明的另一目的在于提供一种应用所述基于RFID和区块链的药品追溯的实现方法的药品追溯平台。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：射频识别，RFID(Radio FrequencyIdentification)技术，可通过无线电讯号识别射频标签并读写相关数据，将射频标签附着于药品包装盒上，数据的读写由RFID读写器完成，减少人工操作，使得数据源造价可能性降低。区块链技术具备去中心化和不可篡改的特性，除了将用于追溯的药品信息记录到公共账本上、实现药品生产流转过程透明之外，还能使得药企关心的敏感数据的隐私保护问题得到解决。

本发明可以通过RFID读写设备将药品生产、运输、销售等每一个环节的数据自动录入到区块链存储，保障数据源的真实性，利用区块链网络多通道架构对账本信息进行隔离，以及通道内更细粒度的隐私保护方法，提高入链信息的安全性，实现药品追溯。

本发明利用基于RFID和区块链的药品追溯系统对药品进行追溯，克服了现有药企自建追溯系统或者第三方追溯平台的数据源可靠性和数据中心化存储的不足，实现药品追溯系统的公开性和透明性。

本发明在药品追溯过程中实现对敏感数据的隐私保护，通过区块链网络的多通道架构对不同通道的账本信息进行隔离，即通道外的节点无法访问通道内的账本，监管部门作为高权限的节点可以读取所有通道的账本信息进行监管，交易信息中包含的隐私数据经过加密之后上传到区块链账本，实现细粒度的隐私保护，保证信息的安全性。

传统药品追溯系统和本发明技术对比：

本发明系统的优势是采用联盟链的方式，参与方包括药品供应链各个实体和监管部门，药品供应链各个实体负责录入追溯数据到区块链网络，监管部门负责整合所有区块链账本信息，并将数据录入到数据库，消费者不需要特定的RFID读写设备，登录特定网站，输入药品监管码即可查询药品追溯信息。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于RFID和区块链的药品追溯系统结构示意图；

图中：

图2是本发明实施例提供的基于RFID和区块链的药品追溯的实现方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明通过RFID读写设备将药品生产、运输、销售等每一个环节的数据自动录入到区块链存储，保障数据源的真实性；利用区块链网络多通道架构对账本信息进行隔离，以及通道内更细粒度的隐私保护方法，提高入链信息的安全性。

下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的基于RFID和区块链的药品追溯系统包括：药品供应链层、数据采集层和区块链层三部分组成。

药品供应链层包括的参与方有药品生产企业，物流公司，分销商和药店，用于在药品流转过程中将数据录入到追溯系统内；

数据采集层包括RFID标签和RFID读写设备等，由于RFID标签信息容量大，录入数据可以增添，可以将药品流转过程的信息记录在标签上；

区块链层采用多通道的系统架构，药品供应链层的参与方作为区块链节点申请加入到某一通道内，共同维护区块链账本。

如图2所示，本发明实施例提供的基于RFID和区块链的药品追溯的实现方法包括以下步骤：

S201：制药企业粘结RFID标签，加入区块链网络某一通道，录入药品生产信息，隐私数据加密处理；

S202：分销商加入区块链网络某一通道，通过RFID读写设备录入药品流转信息，解密隐私数据；

S203：药店加入区块链网络某一通道，通过RFID读写设备录入药品出售信息；

S204：监管部门读取所有通道内的账本信息，汇总药品生产、流转和出售信息，录入数据库；

S205：消费者通过药品编号查询信息，实现药品追溯。

本发明实施例提供的基于RFID和区块链的药品追溯的实现方法具体包括以下步骤：

步骤一，制药企业在药品包装盒外粘贴RFID标签，申请加入区块链的某一个通道，通过RFID读写设备将药品生产信息录入区块链存储；RFID标签用于记录药品生产信息以及药品后续流转过程信息的读写，生产信息包括药品编码、药品名称、产地、生产日期和保质期等参数信息；有竞争关系的制药企业申请加入不同的区块链通道；制药企业向分销商发起一笔交易时，对交易信息进行数字签名，交易信息分为公开数据和隐私数据，隐私数据采用下游分销商的公钥进行加密，经过加密处理后的数据上传到区块链网络，经过共识机制确认后记入公共账本。

步骤二，分销商申请加入区块链的某一个通道，用RFID读写设备将药品的流转信息记录到区块链账本中，流转信息包括制药企业名称、发送时间、到达时间和物流公司名称等信息；有竞争关系的分销商申请加入不同的通道；分销商收到上游制药企业发起的交易时，首先用上游制药企业的公钥对交易信息进行验签，确定制药企业的身份，对于隐私数据，分销商使用自己的私钥对加密信息进行解密，获得交易信息明文；分销商向药店发起交易时，对需要隐私处理的交易信息进行加密，上传到区块链网络。

步骤三，药店用RFID读写设备将药品的出售信息记录到区块链账本中，出售信息包括药品名称、出售价格、药店名称和药店地址等；药店收到上游分销商发起的交易时，经过验签确定分销商的身份后，使用私钥对加密信息解密，读取交易信息明文。

步骤四，监管部门具有对区块链网络所有通道内账本的访问权利，区块链网络的证书中心在颁发公钥和私钥时，对公私钥对进行备份，并发送给监管部门节点，对于通道内的加密数据，监管部门可以用备份的私钥进行解密，读取交易信息明文；监管部门负责将药品的生产信息和流通信息上传到数据库内，供消费者查询。

步骤五，消费者通过药品编号查询药品的生产流通信息，实现药品的追溯。

本发明经过前期充分的调研，参与福建省食品安全“一品一码”全过程追溯体系建设工作，参与中兴物联和五粮液搭建的酒类追溯系统；本发明在确保药品生产流转过程公开透明之外，注重保障各个参与方关心的数据安全问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于RFID和区块链的药品追溯的实现方法，其特征在于，所述基于RFID和区块链的药品追溯的实现方法通过RFID读写设备对药品生产、运输及销售过程的数据自动录入到区块链进行存储；区块链平台采用联盟链的形式，多个参与方共同参与账本的建立和维护；参与方包括：制药企业、分销商、零售商和监管部门；区块链网络采用多通道的架构对不同通道内的账本信息进行隔离，实现粗粒度的隐私保护，在通道内采用加密算法和权限管理策略，实现细粒度的隐私保护；

所述基于RFID和区块链的药品追溯的实现方法具体包括：

第一步，制药企业生产药品时，在药品包装盒外粘贴RFID标签，用于记录药品生产信息以及药品后续流转过程中信息的读写，生产信息包括药品编码、药品名称、产地、生产日期和保质期；有竞争关系的制药企业申请加入不同的区块链通道；制药企业对分销商发起交易时，对需要隐私处理的交易信息进行加密，将处理后的数据上传到区块链账本；

第二步，分销商使用RFID读写设备将药品的流转信息记录到区块链账本中，流转信息包括制药企业名称、发送时间、到达时间和物流公司名称；有竞争关系的分销商申请加入不同的通道；分销商向药店发起交易时，对需要隐私处理的交易信息进行加密，将处理后的数据上传到区块链账本；

第三步，药店使用RFID读写设备将药品的出售信息记录到区块链账本中，出售信息包括药品名称、出售价格、药店名称和药店地址；

第四步，监管部门具有对区块链网络所有通道内账本的访问权利，区块链网络的证书中心在颁发公钥和私钥时，对公私钥对进行备份，并发送给监管部门节点，对于通道内的加密数据，监管部门用备份的私钥进行解密，读取交易明文；监管部门负责将药品的生产信息和流通信息上传到数据库内，供消费者查询；

第五步，消费者通过药品编号查询药品的生产流通信息，实现药品的追溯。

2.如权利要求1所述的基于RFID和区块链的药品追溯的实现方法，其特征在于，所述第一步中RFID是射频识别技术，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，每个RFID标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象。

3.如权利要求1所述的基于RFID和区块链的药品追溯的实现方法，其特征在于，所述第一步中区块链通道是部分网络成员之间拥有独立的通信渠道，在通道中发送的交易只有属于通道的成员可见，对通道的信息进行隔离，使得通道外的实体无法访问通道内的信息，实现交易的隐私性。

4.如权利要求1所述的基于RFID和区块链的药品追溯的实现方法，其特征在于，所述第一步中区块链账本由一系列有顺序和防篡改的记录组成，记录包含着数据的全部状态改变。

5.如权利要求1所述的基于RFID和区块链的药品追溯的实现方法，其特征在于，所述第二步中对需要隐私处理的交易信息进行加密是交易信息包含商业机密信息时，交易发起方要对交易信息进行数字签名，交易信息分为公开数据和隐私数据，隐私数据采用对方的公钥进行加密；经过加密处理后的数据上传到区块链网络，经过共识机制确认后记入区块链账本。

6.一种实现权利要求1所述基于RFID和区块链的药品追溯的实现方法的基于RFID和区块链的药品追溯系统，其特征在于，所述基于RFID和区块链的药品追溯系统包括：药品供应链层、数据采集层和区块链层；

药品供应链层，包括的参与方有药品生产企业，物流公司，分销商和药店，用于在药品流转过程将数据录入到追溯系统内；

数据采集层，包括RFID标签和RFID读写设备，由于RFID标签信息容量大，录入数据增添，将药品流转过程的信息记录在标签上；

区块链层采用多通道的系统架构，药品供应链层的参与方作为区块链节点申请加入到某一通道内，共同维护区块链账本。

7.一种应用权利要求1～5任意一项所述基于RFID和区块链的药品追溯的实现方法的药品追溯平台。