CN110097373A - 基于区块链与物联网相结合的溯源系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于区块链与物联网相结合的溯源系统及方法，系统包括：数据采集模块；加密模块；数据传输模块；SAAS模块；该方法包括：生产基地生产原材料，通过数据采集模块采集原材料的初始状态、生长阶段、收获阶段、加工阶段和成品商品的溯源数据、照片和录像；采用solidity控制，使用加密模块加密后，将照片和录像的HASH值以及照片和录像在SAAS模块上的储存地址提交到区块链，将溯源数据通过私钥签名并附加GAS后提交至区块链；用户在DAPP模块输入关键词搜索，获得商品溯源、照片和录像。本发明结合物联网技术和区块链技术，升级物联网上每个节点为区块链节点。
Description
技术领域
本发明涉及区块链的商品溯源系统技术领域，具体涉及基于一种基于区块链与物联网相结合的溯源系统及方法。
背景技术
授权公告号为CN 205793071 U(申请号为201620737847.2，申请日为2016/07/11)的中国实用新型专利公开了一种通过物联网智能移动终端扫码能播放防伪溯源视频系统，包括用于采集原始防伪溯源视频数据的视频采集器、移动互联网、防伪溯源服务器和用于扫描载体或载体包装上身份标识的物联网智能终端，视频采集器包括视频摄像头及硬盘录像机，视频采集器将采集的视频数据通过Internet网络传输给防伪溯源服务器，防伪溯源服务器里设置有载体视频信息与载体身份标识的对应存储模块，防伪溯源服务器里设置有载体视频信息与载体身份标识对应下载或播放模块。该技术方案其设计合理，结构简单，便于大面积推广，且更重要的是消费者能够通过物联网移动智能终端视频了解载体的防伪溯源生产情况，有利于消费者更加安全和可靠的消费，其次操作简单。该技术方案用到了物联网技术，但首先由商家提供数据公信力不高；其次基于一个中心化的系统，这些公信力不高的数据还能随时随意的更改，价值更低。
公开号为CN 105608146 A(申请号为201510955506.2)的中国发明专利申请公开了一种区块链溯源追踪方法，所述方法包括如下步骤：区块链系统收到某一待溯源追踪的区块链地址后，从当前区块开始，按照区块产生的次序遍历整个区块链；所述区块链系统根据遍历结果，构建所述待溯源追踪的区块链地址的收入生成树和支出生成树，获得该待溯源追踪的区块链地址的资产转移历史记录。该方法将有助于追踪区块链系统的非法使用行为及非法使用者，避免区块链系统成为被不法分子利用的工具，为区块链技术的更广泛应用提供基础，本发明的主要应用可用于审计功能。该技术方案用到了区块链技术，区块链技术只能保证信息上链后的不被篡改，但没法保证信息在上链以前是真实可信的。
发明内容
本发明提供了一种基于区块链与物联网相结合的溯源系统及方法。
本发明结合物联网技术和区块链技术，升级物联网上每个节点为区块链节点。区块链技术是一种由复数区块链节点共同参与记账维护一份完整的分布式数据库的新兴技术。区块链(Blockchain)是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。所谓共识机制是区块链系统中实现不同节点之间建立信任、获取权益的数学算法。
一种基于区块链与物联网相结合的溯源系统，包括：
数据采集模块，数据采集模块用于获取原材料的初始状态、生长阶段、收获阶段和加工阶段的溯源数据、照片和录像；
加密模块，用于照片和录像的HASH值和储存地址使用加密；
数据传输模块，将加密模块加密后的数据传输到区块链，把溯源数据通过私钥签名并附加GAS后提交至区块链；
SAAS模块，SAAS模块为非易失性存储器，用来存储溯源数据、照片和录像；所述非易失性存储器为SAAS云服务器；
DAPP模块，包含用户登录模块，区块链搜索模块，显示数据模块。通过DAPP的搜索功能，可以获取相关商品的溯源数据、图片和录像。
所述的数据采集模块包含数据录入设备和图像采集设备，数据录入设备通过DAPP使用solidity控制获取初始溯源数据，图像采集设备通过solidity控制，在每隔一段时间段中随机选择时间点获取原材料的照片和生长状态数据。保证了原材料生产过程的透明性和真实度。数据录入设备通过DAPP使用solidity控制获取初始溯源数据，其参数包括如下一项或多项：原材料名称、品种、标识、状态、经纬度、温度、湿度、光照、海拔高度、拍摄时间、时间戳、商家的身份信息及其公钥地址、买家的身份信息及其公钥地址、商品转移的时间戳、被转移商品的数量、单位和价格。
溯源硬件采用solidity控制，通过数据采集模块获取数据、照片和录像，存储在非易性存储器上，并将照片和录像的HASH值和储存地址使用加密模块加密后提交到区块链，溯源数据通过私钥签名并附加GAS后提交至区块链，并由其他节点共识，共识完成后永远地储存在链上；
区块链通过共识算法验证所述solidity的有效性；
DAPP收集当前商品的商品介绍，生产厂家、价格、数量、原材料名称、品种、标识、状态、经纬度、温度、湿度、光照、海拔高度、拍摄时间、时间戳、商家的身份信息及其公钥地址等数据作为solidity的参数提交；
所述商品外表喷涂了用于固化商品基本信息数据的光学介质；
上述商品的基本信息，包括商品名称，商品介绍，商品规格，商品价格信息，商品保质期，时间戳，生产厂家等。
DAPP模块包含用户登录模块，区块链搜索模块，显示数据模块。通过DAPP的搜索功能，可以获取相关商品的溯源数据、图片和录像。
可选的，用户在DAPP模块上通过输入关键字搜索,可以查询到相关的智能合约，并获取到相关商品的溯源参数。
可选的，用户在DAPP模块上也可通过搭载的光传感器采集所述光学介质固化的所述商品的基本上信息数据,根据这些信息查询到相关的智能合约，并获取到相关商品的溯源参数。
用户在DAPP模块上查询所述商品，DAPP模块接收用户发送的查询请求后。
在区块链上获取并解密相关照片和录像的HASH值、地址和相关的溯源数据，并根据区块链上的数据从所述非易失性存储器获取并验证相关数据，最后将结果按顺序排列后返回给用户。
一种基于区块链与物联网相结合的溯源方法，包括：
(I)生产基地生产原材料，通过数据采集模块采集原材料的初始状态、生长阶段、收获阶段、加工阶段和成品商品的溯源数据、照片和录像；
(II)采用solidity控制，步骤(I)获得的溯源数据、照片和录像上传到SAAS模块上，使用加密模块加密后，将照片和录像的HASH值以及照片和录像在SAAS模块上的储存地址提交到区块链，将溯源数据通过私钥签名并附加GAS后提交至区块链；
(III)用户在DAPP模块输入关键词搜索，DAPP模块接收用户发送的查询请求后，在区块链上获取并解密相关照片和录像的HASH值、地址和相关的溯源数据，并根据区块链上的数据从SAAS模块(非易失性存储器)获取并验证相关数据，获得商品溯源、照片和录像，最后将结果按顺序排列后返回给用户。
步骤(I)中，所述数据采集模块包含数据录入设备和图像采集设备。数据录入设备通过DAPP模块使用solidity控制获取初始溯源数据，图像采集设备通过solidity控制，在每隔一段时间段中随机选择时间点获取原材料的照片和生长状态数据。数据录入设备通过DAPP模块使用solidity控制获取初始溯源数据，其参数包括如下一项或多项：原材料名称、品种、标识、状态、经纬度、温度、湿度、光照、海拔高度、拍摄时间、时间戳、商家的身份信息及其公钥地址、买家的身份信息及其公钥地址、商品转移的时间戳、被转移商品的数量、单位和价格。
步骤(II)中，所述的加密模块使用SHA256信息摘要算法和ECDSA非对称加密算法。
当前区块链硬件节点收集当前商品的商品介绍、生产厂家、价格、数量等数据作为solidity的参数提交，并将所述solidity及参数提交到通过私钥签名并附加GAS后区块链；
区块链通过共识算法验证所述solidity的有效性；验证通过后所述solidity提交至区块链中并广播；
步骤(III)中，通过输入关键字或其他搜索功能搜索，可以查询到相关的智能合约，并获取到相关商品的溯源参数；
所述其他搜索功能为通过搭载的光传感器采集所述光学介质固化的所述商品的基本上信息数据，根据这些信息在区块链硬件节点上进行搜索；
根据商品的参数在区块链上获取并解密相关照片和录像的HASH值、地址和相关的溯源数据，并根据区块链上的数据从非易失性存储器获取并验证相关数据；
从非易失性存储器(即SAAS模块)获取目标商品的照片和录像；
所述区块链为联盟链。
对查询商品进行溯源处理，具体包括：
(1)获取目标商品流转记录中记录的时间戳；
(2)基于获取到的时间戳，生成商品的商品流转记录；
(3)根据目标商品存储在区块链上的照片和录像的地址从SAAS模块(即非易失性存储器)上获取该商品通过所述图像采集模块获取的对应的照片和录像；
(4)通过所述加密模块对获取到的照片和录像进行HASH值验证的验证结果；
(5)接收来自所述区块链对所述溯源数据验证的结果；
在链上执行写入操作时，每个网络中的全节点都会进行相同的计算并储存相同的值。合约执行会在所有节点中被多次重复，而且任何人都可以发布执行合约，这使得合约执行的消耗非常昂贵，所以为防止以太坊网络发生蓄意攻击或滥用的现象，以太坊协议规定交易或合约调用的每个运算步骤都需要收费。这笔费用以gas作为单位计数，也就是俗称的燃料。
Solidity是一种智能合约高级语言，运行在Ethereum虚拟机(EVM)之上。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
通过本发明，消费者可以通过客户端查询获得商品的溯源参数及溯源照片和录像，提高了商品生产过程的透明度，确保商品不被虚假宣传，极大地保障了消费者的权益。利用区块链的数据不可篡改的特性，进一步的保证了数据的真实性，提高了商家商品的公信力。本发明的系统让商品的生产者、经销商和消费者的联系更加紧密，使消费者能参与到商品的整个生命周期中来，在提高了消费者的满足感同时，也防止了仿冒品带来的损失，保证了公正交易的进行。
附图说明
图1为本发明基于区块链与物联网相结合的溯源方法的信息上传的流程示意图；
图2为本发明基于区块链与物联网相结合的溯源方法的用户查询的流程示意图。
具体实施方式
一种基于区块链与物联网相结合的溯源系统，包含如下模块：数据采集模块，加密模块，数据传输模块，SAAS模块和DAPP模块；
数据采集模块，用于获取原材料的初始状态，生长阶段，收获阶段和加工阶段的溯源数据、照片和录像，数据采集模块包含数据录入设备和图像采集设备。数据录入设备通过DAPP使用solidity控制获取初始溯源数据，图像采集设备通过solidity控制，在每隔一段时间段中随机选择时间点获取原材料的照片和生长状态数据。保证了原材料生产过程的透明性和真实度。数据录入设备通过DAPP使用solidity控制获取初始溯源数据，其参数包括如下一项或多项：原材料名称、品种、标识、状态、经纬度、温度、湿度、光照、海拔高度、拍摄时间、时间戳、商家的身份信息及其公钥地址、买家的身份信息及其公钥地址、商品转移的时间戳、被转移商品的数量、单位和价格。
SAAS模块用来存储溯源数据、照片和录像；溯源硬件由solidity控制，通过数据采集模块获取数据、照片和录像，上传到SAAS服务器，并将照片和录像的HASH值和储存地址使用加密模块加密后提交到区块链，相关溯源数据会发布到区块链上，并由其他节点共识，共识完成后永远地储存在链上；
DAPP模块收集当前商品的商品介绍，生产厂家，价格，数量等数据作为solidity的参数提交；
区块链硬件节点，把所述solidity及参数通过私钥签名并附加GAS后提交至区块链；
区块链通过共识算法验证所述solidity的有效性；
DAPP模块包含用户登录模块，区块链搜索模块，显示数据模块。通过DAPP的搜索功能，可以获取相关商品的溯源数据、图片和录像。
如图1所示，本发明为基于区块链与物联网相结合的溯源方法，包括：
1)生成基地生产原材料，solidity通过数据采集模块获取原材料的初始状态、生长阶段、收获阶段、加工阶段和成品商品的溯源数据、照片和录像，其中，目标商品的所述溯源数据中会经过处理后提交到所述区块链硬件节点。
数据采集模块包含数据录入设备和图像采集设备，数据录入设备通过DAPP使用solidity控制获取初始溯源数据，图像采集设备通过solidity控制，在每隔一段时间段中随机选择时间点获取原材料的照片和生长状态数据；数据录入设备通过DAPP使用solidity控制获取初始溯源数据，其参数包括如下一项或多项：原材料名称、品种、标识、状态、经纬度、温度、湿度、光照、海拔高度、拍摄时间、时间戳、商家的身份信息及其公钥地址、买家的身份信息及其公钥地址、商品转移的时间戳、被转移商品的数量、单位和价格。
2)当前区块链硬件节点采用solidity控制，通过数据采集模块获取数据、照片和录像，上传到SAAS服务器；
将照片和录像的HASH值和储存地址使用加密模块加密后提交到区块链；
相关溯源数据会被直接提交到区块链。
所述加密模块使用SHA256信息摘要算法和ECDSA非对称加密算法。
当前区块链硬件节点收集当前商品的商品介绍，生产厂家，价格，数量等数据作为solidity的参数提交，并将所述solidity及参数提交到区块链；
通过区块链硬件节点,把所述solidity及参数通过私钥签名并附加GAS后提交至区块链；
区块链通过共识算法验证所述solidity的有效性；
验证通过后所述solidity提交至区块链中并广播；
如图2所示，用户在DAPP模块上通过输入关键字或扫码搜索，可以查询到相关的智能合约，并获取到相关商品的溯源参数。
用户在DAPP模块上通过输入关键字或扫码查询相关商品，DAPP模块接收用户发送的查询请求后在区块链上获取并解密相关照片和录像的HASH值、地址和相关的溯源数据，并根据区块链上的数据从SAAS模块获取并验证相关数据，最后将结果按顺序排列后返回给用户。
在区块链中查询目标商品，获取所述商品的溯源数据；
通过输入关键字或扫码搜索,可以查询到相关的智能合约，并获取到相关商品的溯源参数。
根据商品的参数在区块链上获取并解密相关照片和录像的HASH值、地址和相关的溯源数据，并根据区块链上的数据从SAAS模块获取并验证相关数据。
从SAAS服务器获取目标商品的照片和录像。
所述区块链为联盟链。
对查询商品进行溯源处理，具体包括：
获取所述商品流转记录中记录的所述时间戳；
基于获取到的所述公钥和时间戳，生成所述商品的商品流转记录；
根据所述商品存储在区块链上的的照片和录像的地址从SAAS模块上获取该商品通过所述图像采集模块获取的对应的照片和录像；
通过所述加密模块对获取到的照片和录像进行HASH值验证的验证结果；
采用共识算法检测所述验证结果得到共识结果。
在链上执行写入操作时，每个网络中的全节点都会进行相同的计算并储存相同的值。合约执行会在所有节点中被多次重复，而且任何人都可以发布执行合约，这使得合约执行的消耗非常昂贵，所以为防止以太坊网络发生蓄意攻击或滥用的现象，以太坊协议规定交易或合约调用的每个运算步骤都需要收费。这笔费用以gas作为单位计数，也就是俗称的燃料。
以上所述仅为本发明的一个的较佳流程实例而已，并不用以限制本说明书，凡在本说明书的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书保护的范围之内。
Claims (5)
1.一种基于区块链与物联网相结合的溯源系统，其特征在于，包括：
数据采集模块，数据采集模块用于获取原材料的初始状态、生长阶段、收获阶段和加工阶段的溯源数据、照片和录像；
加密模块，用于照片和录像的HASH值和储存地址使用加密；
数据传输模块，将加密模块加密后的数据传输到区块链，把溯源数据通过私钥签名并附加GAS后提交至区块链；
SAAS模块，用来存储溯源数据、照片和录像；
DAPP模块，包含用户登录模块、区块链搜索模块、显示数据模块。
2.根据权利要求1所述的基于区块链与物联网相结合的溯源系统，其特征在于，所述的数据采集模块包含数据录入设备和图像采集设备。
3.一种基于区块链与物联网相结合的溯源方法，其特征在于，采用权利要求1或2所述的基于区块链与物联网相结合的溯源系统，包括：
(I)生产基地生产原材料，通过数据采集模块采集原材料的初始状态、生长阶段、收获阶段、加工阶段和成品商品的溯源数据、照片和录像；
(II)采用solidity控制，步骤(I)获得的溯源数据、照片和录像上传到SAAS模块上，使用加密模块加密后，将照片和录像的HASH值以及照片和录像在SAAS模块上的储存地址提交到区块链，将溯源数据通过私钥签名并附加GAS后提交至区块链；
(III)用户在DAPP模块输入关键词搜索，DAPP模块接收用户发送的查询请求后，在区块链上获取并解密相关照片和录像的HASH值、地址和相关的溯源数据，根据区块链上的数据从SAAS模块获取并验证相关数据，获得商品溯源、照片和录像，最后将结果按顺序排列后返回给用户。
4.根据权利要求3所述的基于区块链与物联网相结合的溯源方法，其特征在于，步骤(I)中，数据录入设备通过DAPP模块使用solidity控制获取初始溯源数据，图像采集设备通过solidity控制，在每隔一段时间段中随机选择时间点获取原材料的照片和生长状态数据。
5.根据权利要求3所述的基于区块链与物联网相结合的溯源方法，其特征在于，步骤(II)中，所述的加密模块使用SHA256信息摘要算法和ECDSA非对称加密算法。
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