CN110874746A - 一种基于区块链的产品溯源系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于区块链的产品溯源系统。包括：多个用于提取产品自然纹理特征的影像特征提取模块，产品的生产节点和每个流转节点均设置一个影像特征提取模块；将产品的自然纹理特征作为产品的身份登记至区块链分布式数据库，生产节点和每个流转节点分别对应区块链中的一个节点；溯源模块用于查询区块链的分布式数据库与产品的自然纹理特征所指示的身份关联存储的产品记录，并对查询到的产品记录进行溯源；客户端提取自然纹理特征并将自然纹理特征上传至溯源模块进行溯源。本发明利用区块链技术、人工智能技术与有自然纹理的产品结合，在不同环节的产品记录加入到联盟链上，实现产品的溯源。
Description
技术领域
本发明涉及区块链技术领域，更具体地，涉及一种基于区块链的产品溯源系统。
背景技术
在21世纪现代生活中，人们一直都在探索产品的追溯平台，以解决产品的安全、造假等问题，传统的产品溯源平台存在许多问题，产品的信息都存储在一个比较中心化的数据库中，由于其中涉及到人为参与，而涉及人员参与往往使得整个系统变得不那么可靠，信息容易被篡改，可信度低，追溯环节需要添加信任背书，协作难度大，供应链存在多个系统，会有信息孤岛等众多问题。
区块链系统在没有第三方背书的情况下可以保证所有记录的更改变为不可能，因此形成了信用共识，有效的降低了复杂性和风险性。但是对于溯源系统如何确定物品的真实性又提出了挑战，目前常用的手段是在生产商品上进行防伪标签等手段进行溯源，但对于某些形态不一的自然物品，例如瓜果、木制品、玉石制品等，在物流、经销等周转环节存在被损坏和被替换的风险，现有溯源手段无法确定出现问题的环节追责困难。
发明内容
本发明的目的是提出一种基于区块链的产品溯源系统，实现利用区块链去中心化、公开透明、数据不可篡改、数据共享、点对点传输等技术特点，与那些有自然纹理的产品结合，通过人工智能技术的相关图像提取算法对产品的自然纹理特征做加密标识与产品信息做唯一的专属身份绑定，将产品在不同环节(生产、入库、出库、分销、零售等)的产品记录加入到联盟链上，每个关键节点上的信息都形成一个信息和价值的共享链条，保证产品的来源可查，去向可追，责任可究。
为实现上述目的，本发明提出了一种基于区块链的产品溯源系统，包括：
多个影像特征提取模块，所述影像特征提取模块用于提取产品的自然纹理特征，所述产品的生产节点和每个流转节点均设置一个所述影像特征提取模块；其中，所述产品的自然纹理特征作为所述产品的身份登记至所述区块链的分布式数据库中，所述生产节点和每个流转节点分别对应区块链中的一个节点，每个所述影像特征提取模块关联有所对应节点的实名身份信息；
溯源模块，所述溯源模块用于查询所述区块链的分布式数据库与所述产品的自然纹理特征所指示的身份关联存储的产品记录，并对查询到的产品记录进行溯源；
客户端，所述客户端包括影像采集模块、特征提取模块，所述特征提取模块对所述影像采集模块采集的所述产品的图像信息进行自然纹理特征提取并将所述自然纹理特征上传至所述溯源模块进行溯源。
优选地，还包括登记模块，所述登记模块用于将所述产品的自然纹理特征记录在所述区块链的分布式数据库中，并与所述产品在所述生产节点注册的身份关联存储。
优选地，还包括获取模块，所述获取模块用于获取由所述产品的生产节点和流转节点生成的与所述产品对应的产品记录。
优选地，还包括发布模块，所述发布模块用于将每个节点的所述产品记录以及所述产品的自然纹理特征发布至所述区块链，并将所述产品记录与所述产品的自然纹理特征所指示的身份在所述区块链的分布式数据库中关联存储。
优选地，所述产品记录包括用于指示所述产品的流转顺序的时间戳；
所述溯源模块获取所述产品记录中的所述时间戳并基于获取到的所述时间戳，生成所述产品的产品流转顺序。
优选地，所述产品记录包括由所述产品的生产节点和每个产品流转节点基于持有的私钥签名后的产品生产记录和产品流转记录；
所述产品生产记录包括产品的生产信息、出库信息、自然纹理特征、生产节点的所述影像特征提取模块的实名身份信息；
所述产品流转记录包括产品的入库信息、出库信息、自然纹理特征、流转节点的所述影像特征提取模块的实名身份信息。
优选地，所述溯源模块基于所述产品的生产方的公钥对所述产品生产记录的签名进行验证，同时对比所述客户端上传图像信息的自然纹理特征和所述产品生产记录中产品的自然纹理特征，如果生产记录签名验证通过同时自然纹理特征比对一致，确定所述产品通过产品防伪溯源，并将溯源结果返回客户端；
如果生产记录签名验证通过，但自然纹理特征对比不一致，所述溯源模块按照所述产品流转顺序逐个基于每个产品流转节点的公钥对所述产品流转记录的签名进行验证，同时对比所述客户端上传图像信息的自然纹理特征和产品流转记录中产品的自然纹理特征，直到排查出出现问题的流转节点并将溯源结果返回客户端。
优选地，所述影像特征提取模块、所述特征提取模块通过空间矩特征算法、灰度共生矩阵算法和直方图算法提取所述产品的自然纹理特征。优选地，所述产品的自然纹理特征包括产品的颜色特征、纹理特征、形状特征。
优选地，所述区块链为联盟区块链。
本发明的有益效果为：本发明利用区块链去中心化、公开透明、数据不可篡改、数据共享、点对点传输等技术特点，实现与那些有自然纹理的产品结合，通过人工智能算法结合区块链技术对产品的自然纹理特征做加密标识与产品信息做唯一的专属身份绑定，将产品在不同环节(生产、入库、出库、分销、零售等)的产品记录加入到联盟链上，每个关键节点上的信息都形成一个信息和价值的共享链条，保证产品的来源可查，去向可追，责任可究。解决了传统的溯源平台信息不透明、数据容易篡改、安全性差，信息孤岛的弊端和弱点，做到真正的防伪和全流程追溯。
本发明的装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其特征在于，在本发明示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明的一个实施例的一种基于区块链的产品溯源系统的示意图。
附图标记说明：
1、影像特征提取模块；2、溯源模块；3、登记模块；4、获取模块；5、发布模块；6、客户端；7、分布式数据库。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
根据本发明的一种基于区块链的产品溯源系统，包括：
多个影像特征提取模块，影像特征提取模块用于提取产品的自然纹理特征，产品的生产节点和每个流转节点均设置一个影像特征提取模块；其中，产品的自然纹理特征作为产品的身份登记至区块链的分布式数据库中，生产节点和每个流转节点分别对应区块链中的一个节点，每个影像特征提取模块关联有所对应节点的实名身份信息；
溯源模块，溯源模块用于查询区块链的分布式数据库与产品的自然纹理特征所指示的身份关联存储的产品记录，并对查询到的产品记录进行溯源；
客户端，客户端包括影像采集模块、特征提取模块，特征提取模块用于对影像采集模块采集的产品的图像信息进行自然纹理特征提取并将自然纹理特征上传至溯源模块进行溯源。
具体地，在产品的生产、入库、出库、物流、分销、零售等每个环节都设置一个影像特征提取模块，各个环节作为区块链的成员节点预先加入至区块链，影像特征提取模块基于内置的人工智能算法提取出产品的自然纹理特征，将自然纹理特征作为产品的唯一的身份登记到区块链中，产品流转过程中在每个环节都会产生产品记录，每个环节所在的区块链节点将产品记录和提取到的自然纹理特征绑定并与登记的身份信息关联存储到区块链数据库中，每个节点上的信息按照时间顺序形成一个信息共享链条，分销商、零售商或用户能够通过客户端连接溯源模块并在区块链服务平台进行溯源，通过区块链签名验证和自然纹理特征比对实现防伪溯源。
在一个示例中，还包括登记模块，登记模块用于将产品的自然纹理特征记录在区块链的分布式数据库中，并与产品在生产节点注册的身份关联存储。
具体地，影像特征提取模块与登记模块连接，产品的生产节点通过影像特征提取模块采集产品的图像信息并提取自然纹理特征，通过登记模块登记在区块链的分布式数据库中与该产品的自然纹理特征所指示的身份关联存储。
在一个示例中，还包括获取模块，获取模块用于获取由产品的生产节点和流转节点生成的与产品对应的产品记录。
在一个示例中，还包括发布模块，发布模块用于将每个节点的产品记录以及产品的自然纹理特征发布至区块链，并将产品记录与产品的自然纹理特征所指示的身份在区块链的分布式数据库中关联存储。
具体地，由于区块链具有历史可溯源性和不可篡改性，因此能够在区块链上真实的记录由产品的经营方在产品的生产、流转等各个可供溯源的环节生成的产品记录，并且所有的产品记录均可以在区块链上进行溯源；而且，由于产品记录是由区块链中的众多节点设备共同进行维护，要进行产品记录的篡改，需要控制大多数的节点设备才能做到，因此可以确保生成的产品记录的公正性。
在一个示例中，产品记录包括用于指示产品的流转顺序的时间戳；
溯源模块获取产品记录中的时间戳并基于获取到的时间戳，生成产品的产品流转顺序。
具体地，时间戳根据权威的授时中心保证上链时间点和状态，授时中心可选用国家授时中心的北京时间。溯源模块能够接入任一区块链中的分布式数据库进行溯源查询。
在一个示例中，产品记录包括由产品的生产节点和每个产品流转节点基于持有的私钥签名后的产品生产记录和产品流转记录；
产品生产记录包括产品的生产信息、出库信息、自然纹理特征、生产节点的影像特征提取模块的实名身份信息；
产品流转记录包括产品的入库信息、出库信息、自然纹理特征、流转节点的影像特征提取模块的实名身份信息。
在一个示例中，溯源模块基于产品的生产方的公钥对产品生产记录的签名进行验证，同时对比客户端上传图像信息的自然纹理特征和产品生产记录中产品的自然纹理特征，如果生产记录签名验证通过同时自然纹理特征比对一致，确定产品通过产品防伪溯源，并将溯源结果返回客户端；
如果生产记录签名验证通过，但自然纹理特征对比不一致，溯源模块按照产品流转顺序逐个基于每个产品流转节点的公钥对产品流转记录的签名进行验证，同时对比客户端上传图像信息的自然纹理特征和产品流转记录中产品的自然纹理特征，直到排查出出现问题的流转节点并将溯源结果返回客户端。
具体地，产品记录具体是产品的流转渠道中的产品流转方，在产品的流转节点生成的，基于持有的私钥进行了签名的产品流转记录。其中，当上述产品的产品流转渠道中，各产品流转方分别生成一条产品流转记录，并使用各自持有的私钥分别进行签名，然后发布至联盟链与上述产品的外观数据所指示的身份关联存储。
更具体地，上述联盟链的运营方可以搭建一个联盟链，而产品生产方、产品的流转渠道中的各级供应商、中间商等产品流转方、以及普通的消费者都可以作为联盟成员加入该联盟链。其中，产品生产方、产品流转方，可以作为具有“记账权限”的节点，向联盟链的分布式数据库(即分布式账本)中写入在产品的生产、流转等各个可供追溯的环节中生成的产品记录。而普通的消费者，可以作为不具有“记账权限”的节点，可以基于区块链的分布式数据库中收录存储的产品记录，来发起产品溯源。联盟链的运营方，可以面向消费者开发用于产品溯源的客户端和查询平台，并开发溯源模块，使溯源模块连接分布式数据库，而普通消费者需要对产品进行产品溯源时，可以通过该客户端连接溯源模块并接入联盟链中的任一成员节点设备，来发起针对该产品的产品溯源。
在一个示例中，影像特征提取模块、特征提取模块通过空间矩特征算法、灰度共生矩阵算法和直方图算法提取产品的自然纹理特征。具体地，通过人工智能技术并结合多种现有的人工智能算法获取有自然纹理产品的自然纹理特征，实现人工智能与区块链技术的结合，其中空间矩特征算法用于提取产品的轮廓形状特征，灰度共生矩阵算法用于提取产品的纹理特征，直方图算法用于提取产品的颜色特征。
在一个示例中，产品的自然纹理特征包括产品的颜色特征、纹理特征、形状特征。
在一个示例中，区块链为联盟区块链。
实施例：
图1示出了根据本发明的一个实施例的一种基于区块链的产品溯源系统的示意图。
如图1所示，一种基于区块链的产品溯源系统，包括：多个影像特征提取模块1，影像特征提取模块1用于提取产品的自然纹理特征，产品的生产节点和每个流转节点均设置一个影像特征提取模块1；其中，产品的自然纹理特征作为产品的身份登记至区块链的分布式数据库7中，生产节点和每个流转节点分别对应区块链中的一个节点，每个影像特征提取模块1关联有所对应节点的实名身份信息；溯源模块2用于查询区块链的分布式数据库7与产品的自然纹理特征所指示的身份关联存储的产品记录，并对查询到的产品记录进行溯源；客户端6包括影像采集模块、特征提取模块，特征提取模块(未示出)基于人工智能算法对影像采集模块采集的产品的图像信息进行自然纹理特征提取并将自然纹理特征上传至溯源模块2进行溯源；还包括登记模块3，登记模块3用于将产品的自然纹理特征记录在区块链的分布式数据库7中，并与产品所在生产节点对应的区块链注册的身份关联存储；还包括获取模块4用于获取由产品的生产节点和流转节点生成的与产品对应的产品记录；还包括发布模块5用于将产品记录以及产品的自然纹理特征发布至区块链，并将产品记录与产品的自然纹理特征所指示的身份在区块链的分布式数据库7中关联存储；产品记录包括用于指示产品的流转顺序的时间戳；溯源模块2获取产品记录中的时间戳并基于获取到的时间戳，生成产品的产品流转顺序；产品记录包括由产品的生产节点和多个产品流转节点基于持有的私钥签名后的产品生产记录和产品流转记录；产品生产记录包括产品的生产信息、出库信息、自然纹理特征、生产节点的影像特征提取模块1的实名身份信息；产品流转记录包括产品的入库信息、出库信息、自然纹理特征、流转节点的影像特征提取模块1的实名身份信息；溯源模块2基于产品的生产方的公钥对产品生产记录的签名进行验证，同时对比客户端6上传图像信息的自然纹理特征和所述链产品生产记录中产品的自然纹理特征，如果生产记录签名验证通过同时自然纹理特征比对一致，确定产品通过产品防伪溯源，并将溯源结果返回客户端6；如果生产记录签名验证通过，但自然纹理特征对比不一致，溯源模块2按照产品流转顺序逐个基于每个产品流转节点的公钥对产品流转记录的签名进行验证，同时对比客户端6上传图像信息的自然纹理特征和产品流转记录中产品的自然纹理特征，直到排查出出现问题的流转节点并将溯源结果返回客户端6，影像特征提取模块1、特征提取模块通过空间矩特征算法、灰度共生矩阵算法、直方图算法等人工智能算法进行自然纹理特征的提取；产品的自然纹理特征包括产品的颜色特征、纹理特征、形状特征；区块链为联盟区块链。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。
Claims (10)
1.一种基于区块链的产品溯源系统，其特征在于，包括：
多个影像特征提取模块，所述影像特征提取模块用于提取产品的自然纹理特征，所述产品的生产节点和每个流转节点均设置一个所述影像特征提取模块；其中，所述产品的自然纹理特征作为所述产品的身份登记至所述区块链的分布式数据库中，所述生产节点和每个流转节点分别对应区块链中的一个节点，每个所述影像特征提取模块关联有所对应节点的实名身份信息；
溯源模块，所述溯源模块用于查询所述区块链的分布式数据库与所述产品的自然纹理特征所指示的身份关联存储的产品记录，并对查询到的产品记录进行溯源；
客户端，所述客户端包括影像采集模块、特征提取模块，所述特征提取模块对所述影像采集模块采集的所述产品的图像信息进行自然纹理特征提取并将所述自然纹理特征上传至所述溯源模块进行溯源。
2.根据权利要求1所述的基于区块链的产品溯源系统，其特征在于，还包括登记模块，所述登记模块用于将所述产品的自然纹理特征记录在所述区块链的分布式数据库中，并与所述产品在所述生产节点注册的身份关联存储。
3.根据权利要求1所述的基于区块链的产品溯源系统，其特征在于，还包括获取模块，所述获取模块用于获取由所述产品的生产节点和流转节点生成的与所述产品对应的产品记录。
4.根据权利要求1所述的基于区块链的产品溯源系统，其特征在于，还包括发布模块，所述发布模块用于将每个节点的所述产品记录以及所述产品的自然纹理特征发布至所述区块链，并将所述产品记录与所述产品的自然纹理特征所指示的身份在所述区块链的分布式数据库中关联存储。
5.根据权利要求1所述的基于区块链的产品溯源系统，其特征在于，所述产品记录包括用于指示所述产品的流转顺序的时间戳；
所述溯源模块获取所述产品记录中的所述时间戳并基于获取到的所述时间戳，生成所述产品的产品流转顺序。
6.根据权利要求5所述的基于区块链的产品溯源系统，其特征在于，所述产品记录包括由所述产品的生产节点和每个产品流转节点基于持有的私钥签名后的产品生产记录和产品流转记录；
所述产品生产记录包括产品的生产信息、出库信息、自然纹理特征、生产节点的所述影像特征提取模块的实名身份信息；
所述产品流转记录包括产品的入库信息、出库信息、自然纹理特征、流转节点的所述影像特征提取模块的实名身份信息。
7.根据权利要求6所述的基于区块链的产品溯源系统，其特征在于，
所述溯源模块基于所述产品的生产方的公钥对所述产品生产记录的签名进行验证，同时对比所述客户端上传图像信息的自然纹理特征和所述产品生产记录中产品的自然纹理特征，如果生产记录签名验证通过同时自然纹理特征比对一致，确定所述产品通过产品防伪溯源，并将溯源结果返回客户端；
如果生产记录签名验证通过，但自然纹理特征对比不一致，所述溯源模块按照所述产品流转顺序逐个基于每个产品流转节点的公钥对所述产品流转记录的签名进行验证，同时对比所述客户端上传图像信息的自然纹理特征和产品流转记录中产品的自然纹理特征，直到排查出出现问题的流转节点并将溯源结果返回客户端。
8.根据权利要求1所述的基于区块链的产品溯源系统，其特征在于，所述影像特征提取模块、所述特征提取模块通过空间矩特征算法、灰度共生矩阵算法和直方图算法提取所述产品的自然纹理特征。
9.根据权利要求1所述的基于区块链的产品溯源系统，其特征在于，所述产品的自然纹理特征包括产品的颜色特征、纹理特征、形状特征。
10.根据权利要求1所述的基于区块链的产品溯源系统，其特征在于，所述区块链为联盟区块链。
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