CN110941611B - 基于区块链技术和标识编码技术的标识解析系统实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于区块链技术和标识编码技术的标识解析系统实现方法，包括以下步骤：A.建立共识节点机制；B.利用智能合约技术进行链上部署，以保障标识规则；C.基于分布式账本技术，生成生产全链路的数据树管理方式；D.建立组件模型；E.进行组件模型的查询；若查询到结果则直接进入步骤G，否则进入步骤F；F.进行标识体系的互通解析；G.标识信息输出。本发明的方法可以有效地加强标识数据的管理效能，同时统一了标识编码，并与国家标识解析体系建设接轨，实现工业互联网标识解析生态圈的全要素、全链路的标识信息管理，与其他标识体系之间形成互联互通的数据生态链。

Description

基于区块链技术和标识编码技术的标识解析系统实现方法

技术领域

本发明涉及标识解析的存储、编码方法技术领域，特别涉及一种基于区块链技术和标识编码技术的标识解析系统实现方法。

背景技术

在当前工业互联网中，各个环节参与企业由于应用场景和环境不同，采用不同物联网标识体系，形成了信息孤岛，使各企业之间信息难以互联互通。

工业互联网标识解析体系是工业互联网网络体系的重要组成部分，是支撑工业互联网互联互通的神经枢纽，其作用就类似于互联网领域的DNS(Domain Name System，域名解析系统)。

工业互联网标识解析涉及工业设计、采购、生产、物流、销售、服务各环节。各环节中的参与方(例如，供应商、生产厂家、零售商等)均各自拥有一套物理与虚拟资源的标识体系。整个工业生态闭环中存在多种标识体系共存的情况，在这样多种标识体系共存的环境下，工业生态网中的各参与方对核心信息又有迫切开放互通的需求，希望各环节参与方通过统一的标识体系，将生产各个环节信息开放、互通、共享，形成全链路的工业资源。从而希望有一套统一的标识赋码体系，让各参与方通过统一平台注册标识相关信息，统一标识标准，使得查询用户能够快速、便捷的了解产品相关的生产信息、原材料信息、质检信息、厂家信息、防伪信息等。

然而，当前国内外存在的标识体系众多，如我国国家标准标识体系Ecode，ISO、ITU联合建立的标识体系OID，国际热门标识体系Handle，以及EPC、UID等都是国内外主流标识体系，而这些标识体系对于注册信息多数都没有规范化，并且由于没有统一的规范，致使各标识体系的注册信息无法互操作，信息无法共享。因此，有必要对面向工业互联网标识体系提供统一的标识注册信息，以及对核心标识注册信息的注册和查询机制，实现在兼容各种标识体系环境下，对标识注册信息的可控的开放共享，支撑工业互联网各环节参与企业信息的开放互通。

目前，在实际业务中，不同厂商将其系统所标识的数据以集中式管理的方式存储。此方式设备的管理、流转、溯源都无法进行精准定位，造成数据孤立无法有效流通、数据真实性无法确定等问题。同时，从密码学信任验证的角度来看，这些集中式权限中的每一个厂商承担数据信任根的角色，数据无法共享。而且集中式存储，会产生信用崩塌，权限泄漏等，造成厂商之间、系统之间的协同互联出现问题，形成数据孤岛状态。

发明内容

本发明的目的是克服上述背景技术中不足，提供一种基于区块链技术和标识编码技术的标识解析系统实现方法，可以有效地加强标识数据的管理效能，同时统一了标识编码，并与国家标识解析体系建设接轨，实现工业互联网标识解析生态圈的全要素、全链路的标识信息管理，与其他标识体系之间形成互联互通的数据生态链，同时，为在建的工业互联网行业标识体系提供高效、便捷的解决方案，最终，保障了工业标识字段的统一性、唯一性和提高存储安全和查询效率的目的。

为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案：

基于区块链技术和标识编码技术的标识解析系统实现方法，包括以下步骤：

A.建立共识节点机制，将各个具备标识颁发权限的平台作为区块链节点，建立标识解析共享信任根；

B.利用智能合约技术进行链上部署，以保障标识规则；

C.基于分布式账本技术，生成生产全链路的数据树管理方式，实现基于标识产品的产品全生命周期管理；

D.建立组件模型；

E.进行组件模型的查询；若查询到结果则直接进入步骤G，否则进入步骤F；

F.进行标识体系的互通解析；

G.标识信息输出。

进一步地，所述步骤D具体是针对接入工业互联网的标识对象，根据语义资料库为该对象配置组件标识、描述文件和服务接口，并基于Ecode编码解析系统架构，定义标识编码基础结构，结合行业编码规范，将编码内容与该对象组成工业互联网组件模型。

进一步地，工业互联网组件模型用于构建接入系统的工业互联网信息载体，将接入工业互联网的标识对象根据语义资料库为该对象配置组件标识、描述文件和服务接口。

进一步地，所述步骤E具体为：通过识读器读取标签中的标识信息，将读取的信息传输给标识解析系统服务器，系统服务器获取该工业互联网组件的组件标识，并基于该组件标识对区块链的区块链分布式数据库发起查询请求并通过Ecode标头结构编码解析流程对组件模型信息进行标识解析数据比对，如果查询到结果则直接进入步骤G；否则，进入步骤F。

进一步地，所述区块链包括数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层，所述数据层为最底层的数据结构，在所述数据层中封装了底层数据区块的链式结构、非对称公私钥数据加密技术和时间戳技术；所述网络层中包括P2P组网机制、数据传播机制和数据验证机制；所述共识层中封装了网络节点的若干共识机制算法；所述合约层是区块链可编程特性的基础，在合约层内封装多类脚本、算法和智能合约；所述应用层中封装了区块链的多种应用场景和案例。

进一步地，所述步骤E具体为：

E1.使用识读器读取标签中查询请求包括的标识信息及查询指令，并将读取的信息传输给标识解析系统服务器；

E2.标识解析系统服务器接收到标识信息的查询请求后，对其编码格式进行判断，针对不同的编码体系，通过编码体系解析服务器，处理Ecode编码的解析请求，完成Ecode编码版本和NSI编码体系标识与编码体系的对应；

E3.根据Ecode编码版本和NSI编码体系标识识别Ecode编码类型，将Ecode编码版本、NSI编码体系标识和标识主码MD从Ecode整体编码中分离，并将编码信息转换成由一串数字构成的代码；

E4.标识解析系统将转换后的数字代码发送至标识系统服务器，标识解析系统将此代码与本节点的区块链数据库信息进行数据比对，判断此数字代码所对应的数字信息是否存储在该区块链数据库中，如果所述数字信息未存储在第一预设节点的区块链数据库中，则执行横向标识体系的查询申请即进入步骤F，如果查询到结果则直接进入步骤E5；

E5.获取所述数字代码对应的工业互联网组件模型相关联的产品信息，同时根据语义描述将工业互联网组件模型中的信息映射为可识别的语义词汇并进入步骤G。

进一步地，所述第一预设节点为对网络节点按照存储的标识信息包含的属性进行聚类后的节点中计算性能和存储容量在预设范围内的节点。

进一步地，所述步骤F具体为：

由工业互联网服务器向Handle/DNS体系发起查询请求，通过Handle system/ONS/ORS服务器进行数据筛选、查询，并将查询信息反馈至工业互联网服务器；若在Handle/DNS体系下的区块链数据库中查询到目标信息，则将其反馈的数据信息根据语义描述将工业互联网组件模型中的信息映射为可识别的语义词汇并进入步骤G。

进一步地，所述标识信息以编码为载体，且所述编码为二维码或条形码。

进一步地，所述查询指令用于标识查询与包含的标识信息对应的产品信息的指令。

本发明与现有技术相比，具有以下的有益效果：

本发明的基于区块链技术和标识编码技术的标识解析系统实现方法中，通过将区块链技术与标识解析系统的标识解析体系相结合，可实现上接国家顶级节点、二级节点，下连标识信息采集设备，横向与多标识体系互通互联，同时，通过构建标识工业互联网组件模型，将接入标识解析系统的物体标签信息跟进标识规范进行语义定义，并将标识信息进行存储到分布式数据库中，利用区块链技术保障数据安全与可靠性，且在平台数据解析过程中，先获取查询信息指令通过识读器对信息录入，目标区块链数据库对信息进行分析、解析，精准定位信息，再根据语义描述信息将对应的组件模型中的信息映射为可识别组件语义词汇，并反馈给用户，完成整个解析流程，因此通过本发明的技术方案能保障标识字段的统一性、唯一性和提高存储安全和查询效率的目的。

附图说明

图1是本发明的一个实施例中的标识解析系统的区块链基础架构模型示意图。

图2是本发明的一个实施例中工业互联网标识解析网络节点的布局示意图。

图3是本发明的一个实施例中工业互联网标识解析Ecode编码解析体系架构示意图。

图4是本发明的一个实施例中工业互联网标识解析Ecode标头结构编码解析流程示意图。

图5是本发明的一个实施例中标识解析系统标识分布式部署示意图。

图6是本发明的一个实施例中标识解析系统标识解析寻址流程示意图。

具体实施方式

下面结合本发明的实施例对本发明作进一步的阐述和说明。

实施例：

实施例一：

一种基于区块链技术和标识编码技术的标识解析系统实现方法，其中，该基于区块链技术和标识编码技术的标识解析系统具体是以区块链技术为基础，通过区块链技术的去中心化模式、P2P链接等设计来达到保障标识字段的统一性、唯一性和提高存储安全和查询效率的目的，同时可优化标识编码规范，达到标识对象的标识和解析功能。

具体的，本实施例中，该基于区块链技术和标识编码技术的标识解析系统实现方法具体包括以下步骤：

步骤1：建立共识节点机制。

将各个具备标识颁发权限的平台作为区块链节点，建立标识解析共享信任根，通过链上共识建立平台之间的信任，解决完全分散的标识管理实体的散沙局面，使任何具备权限的实体都能够在任意数量的分布式、独立的信任根上创建和管理自己的识别符。

步骤2：利用智能合约技术进行链上部署，保障标识规则。

利用智能合约技术进行链上部署，可以保障行业制定的标识生成规则、颁发规则等，并实现规则的公正运行。同时，虚拟机提供的智能合约运行模式，也保障了合约的不可篡改与安全执行。

步骤3：基于分布式账本(DLT)技术，打造生产全链路的数据树管理方式。

分布式账本(DLT)技术可以实现基于标识产品的产品全生命周期管理。产品从采购、生产、出厂、流通、售后都在账本上记录。一方面，密码学杂凑算法、签名验签算法的支撑，实现账本数据的不可篡改，可解决传统集中式管理模式下，数据真实性无法得到完全保证的问题。另一方面，分布式账本技术实现数据自动容灾备份与数据共享，保证数据的公平价值传递。

步骤4：建立组件模型。

针对接入工业互联网的标识对象，根据语义资料库为该对象配置组件标识、描述文件和服务接口，并基于Ecode编码解析系统架构，具体如图3所示，定义标识编码基础结构，结合行业编码规范，将编码内容与该对象组成工业互联网组件模型。

步骤5：组件模型的查询。

识读器读取产品标签信息，将读取查询信息通过标识解析系统传输给标识解析系统服务器，系统获取该工业互联网组件的组件标识，并基于该组件标识对区块链分布式数据库发起查询请求。通过如图4所示的Ecode标头结构编码解析流程对组件模型信息进行标识解析数据比对，如果查询到结果则执行第7步骤，否则，执行步骤6。

步骤6：标识体系的互通解析。

当在第一标识节点区块链没有查询到标识信息，则由系统向Handle/DNS体系发起查询请求。通过Handle system/ONS/ORS服务器，找到该标识对应的信息服务器，匹配目标区块链。在分布式数据库中查询该组件标识对应的工业互联网语义词汇表获得的语义描述信息，并根据所述语义描述信息将对应工业互联网组件模型中的信息映射为可识别该工业互联网组件的语义词汇。

步骤7：标识信息输出。

具体的，本实施例中的标识解析系统区块链基础架构模型主要是针对工业互联网标识体系建设特征，借鉴金融行业区块链分布式数据库建设经验，将区块链技术(区块链技术，用于搭建工业互联网标识解析分布式储存数据库架构。包含分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法、分布式账本、智能合约等技术)引入工业互联网标识数据库建设过程中，用于工业互联网接入对象的标识注册、管理、解析等过程；根据解析的待查找的标识对象的数字代码查找对应的标识信息，并将找到的标识信息映射到待查找的系统平台网络地址，并基于语义描述将工业互联网组件模型中的信息映射为可识别的语义词汇。

其中，如图1所示为本实施例的标识解析系统区块链基础架构模型示意，本实施例的区块链的架构包括数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层，具体的：

数据层是整个区块链技术中最底层的数据结构，具体封装了底层数据区块的链式结构、以及相关的非对称公私钥数据加密技术和时间戳等技术，上述技术是构建全球工业互联网全生态链工业信息标识系统的基础，而区块链技术，正是巧妙地把这些技术结合在了一起。

网络层中包括了P2P组网机制、数据传播机制和数据验证机制等，其中，P2P组网技术早期应用在BT这类P2P下载软件中，可知本申请的区块链具有自动组网功能。

共识层内封装了网络节点的各类共识机制算法。共识机制算法是区块链的核心技术，因为这决定了到底是谁来进行记账，而记账决定方式将会影响整个系统的安全性和可靠性。目前已经出现了十余种共识机制算法，其中比较知名的有工作量证明机制(PoW，Proof of Work)、权益证明机制(PoS，Proof ofStake)、股份授权证明机制(DPoS，Delegated ProofofStake)等。

数据层、网络层、共识层是构建区块链技术的必要元素，缺少任何一层都将不能称之为真正意义上的区块链技术。

合约层内封装各类脚本、算法和智能合约，是区块链可编程特性的基础。

应用层内则封装了区块链的各种应用场景和案例。

如图2所示为本实施例的工业互联网标识解析网络节点的布局示意，其中，作为第一预设节点的本地节点包括r1、r2、r3、……、rn，通过第一预设节点构成封闭链路网络节点(即第二预设节点)S1、S2、S3、……、Sn。再由第二预设节点结合上述的区块链技术构成工业互联网标识解析节点，并通过这个节点与标识解析二级节点、国家顶级节点等进行数据对接，形成工业互联网体系下的完整闭环链路结构，使工业数据形成链上数据生态，其具体的标识分布式部署如图5所示。

则基于上述建立的区块链数据生态，本实施例的基于区块链技术和标识编码技术的标识解析系统实现方法中，其具体的组件模型的查询步骤及标识体系的互通解析总结为通过标识注册建立工业互联网组件模型，通过Ecode编码模型对标识组件模型进行赋码，在解析流程操作时，识读器将标签信息传输至应用系统，通过纵向工业互联网区块链分布式数据库，以及横向的Handle/DNS体系，对解析的待查找的数据标识进行数据解码、数据翻译、异构信息重组等得到所述待查找的物品表示所对应的设备/技术/流程信息/产品信息/物料信息等。并将查找到的标识信息映射到所述待查找的标识对象所对应的网络地址

其中，Ecode编码模型是用于对接入标识解析系统的标识对象进行赋码，将对象信息通过编码技术，转换成数字代码，再将数字代码转换成二维码或条码形式，将标识对象与编码关联起来，最后将编码信息封装成可打印载体。

工业互联网组件模型则是用于构建接入系统的工业互联网信息载体，将接入工业互联网的标识对象，根据语义资料库为该对象配置组件标识、描述文件和服务接口。

具体的，本实施例中标识解析系统标识解析寻址流程如图6所示，具体如下：

第一步：用户使用识读器读取用户标签中查询请求包括的查询请求。该查询请求包括标识信息和查询指令，其中，标识信息以编码为载体，该编码可以是二维码，也可以是条形码，该查询指令用于标识查询与包含的标识信息对应的产品信息的指令。例如，可以通过扫描电视机上的二维码标签，获取扫描后获得的查询请求，从而获得查询请求中的标识信息。

第二步：标识解析系统服务器接收到标识信息的查询请求后，对其编码格式进行判断，针对不同的编码体系，通过编码体系解析服务器，处理Ecode编码的解析请求，完成V(Ecode编码中版本V)和NSI(编码体系标识)与编码体系的对应。根据V和NSI识别Ecode编码类型，将V、NSI和MD(标识主码)从Ecode整体编码中分离，并将编码信息转换成由一串数字构成的代码。

第三步：标识解析系统将转换后的数字代码发送至标识系统服务器，系统将此代码与本节点的区块链数据库信息进行数据比对，判断此数字代码所对应的数字信息是否存储在该区块链数据库中，如果所述数字信息未存储在第一预设节点的区块链数据库中，则执行横向标识体系的查询申请。

具体包括：确定第一预设节点中是否存储该数字代码对应的数字信息，以便从存储数字信息的第一预设节点中查询与上述数字代码对应相关的产品信息。如果所述数字信息存储在第一预设节点的区块链数据库中，则获取所述数字代码对应的工业互联网组件模型相关联的产品信息，同时根据语义描述将工业互联网组件模型中的信息映射为可识别的语义词汇，通过平台输出产品信息和属性给用户，完成整个流程。

其中，第一预设节点为：对网络节点按照存储的标识信息包含的属性进行聚类后的节点中计算性能和存储容量在预设范围内的节点。预设范围可以为大于或等于90分的范围，也就是选取后的第一预设节点的计算性能和存储容量均在90分之上。上述节点均为信息服务器。

第四步：如上一步没有在第一预设节点的区块链数据库中查到数据信息，则进行横向标识体系的查询申请。由工业互联网服务器向Handle/DNS体系发起查询请求，通过Handle system/ONS/ORS服务器进行数据筛选、查询，并将查询信息反馈至工业互联网服务器。若在Handle/DNS体系下的区块链数据库中查询到目标信息，则将其反馈的数据信息根据语义描述将工业互联网组件模型中的信息映射为可识别的语义词汇，最终通过平台输出产品信息和属性给用户，完成整个流程。

综上可知，本发明的技术方案利用了针对工业互联网标识数据库建设的区块链技术架构模型和基于Ecode编码技术的编码规则，针对工业互联网数据特征，利用标识系统区块链技术架构模型构建分布式数据库，保障工业数据的存储安全、数据唯一性和查询效率。在Ecode编码技术基础上优化行业编码规则，统一编码规范，同时利用标识解析系统实现与Handle/DNS体系的数据兼容，解决了不同标识体系之间的数据孤岛问题。同时，统一编码规范使得接入标识解析系统的标识数据得以在不同系统之间实现无缝对接，降低了系统对接成本和人力工作量，同时避免了因数据对接带来的误操作和数据错位等问题。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.基于区块链技术和标识编码技术的标识解析系统实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

A.建立共识节点机制，将各个具备标识颁发权限的平台作为区块链节点，建立标识解析共享信任根；

B.利用智能合约技术进行链上部署，以保障标识规则；

C.基于分布式账本技术，生成生产全链路的数据树管理方式，实现基于标识产品的产品全生命周期管理；

D.建立组件模型；所述步骤D具体是针对接入工业互联网的标识对象，根据语义资料库为该对象配置组件标识、描述文件和服务接口，并基于Ecode编码解析系统架构，定义标识编码基础结构，结合行业编码规范，将编码内容与该对象组成工业互联网组件模型；工业互联网组件模型用于构建接入系统的工业互联网信息载体，将接入工业互联网的标识对象根据语义资料库为该对象配置组件标识、描述文件和服务接口；

E.进行组件模型的查询；若查询到结果则直接进入步骤G，否则进入步骤F；所述步骤E具体为：通过识读器读取标签中的标识信息，将读取的信息传输给标识解析系统服务器，系统服务器获取该工业互联网组件的组件标识，并基于该组件标识对区块链的区块链分布式数据库发起查询请求并通过Ecode标头结构编码解析流程对组件模型信息进行标识解析数据比对，如果查询到结果则直接进入步骤G；否则，进入步骤F；所述区块链包括数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层，所述数据层为最底层的数据结构，在所述数据层中封装了底层数据区块的链式结构、非对称公私钥数据加密技术和时间戳技术；所述网络层中包括P2P组网机制、数据传播机制和数据验证机制；所述共识层中封装了网络节点的若干共识机制算法；所述合约层是区块链可编程特性的基础，在合约层内封装多类脚本、算法和智能合约；所述应用层中封装了区块链的多种应用场景和案例；

F.进行标识体系的互通解析；

G.标识信息输出。

2.根据权利要求1所述的基于区块链技术和标识编码技术的标识解析系统实现方法，其特征在于，所述步骤E具体为：

E1. 使用识读器读取标签中查询请求包括的标识信息及查询指令，并将读取的信息传输给标识解析系统服务器；

E2. 标识解析系统服务器接收到标识信息的查询请求后，对其编码格式进行判断，针对不同的编码体系，通过编码体系解析服务器，处理Ecode编码的解析请求，完成Ecode编码版本和NSI编码体系标识与编码体系的对应；

E3.根据Ecode编码版本和NSI编码体系标识识别Ecode编码类型，将Ecode编码版本、NSI编码体系标识和标识主码MD从Ecode整体编码中分离，并将编码信息转换成由一串数字构成的代码；

E4. 标识解析系统将转换后的数字代码发送至标识系统服务器，标识解析系统将此代码与本节点的区块链数据库信息进行数据比对，判断此数字代码所对应的数字信息是否存储在该区块链数据库中，如果所述数字信息未存储在第一预设节点的区块链数据库中，则执行横向标识体系的查询申请即进入步骤F，如果查询到结果则直接进入步骤E5；

E5. 获取所述数字代码对应的工业互联网组件模型相关联的产品信息，同时根据语义描述将工业互联网组件模型中的信息映射为可识别的语义词汇并进入步骤G。

3.根据权利要求2所述的基于区块链技术和标识编码技术的标识解析系统实现方法，其特征在于，所述第一预设节点为对网络节点按照存储的标识信息包含的属性进行聚类后的节点中计算性能和存储容量在预设范围内的节点。

4.根据权利要求1所述的基于区块链技术和标识编码技术的标识解析系统实现方法，其特征在于，所述步骤F具体为：

由工业互联网服务器向Handle/DNS体系发起查询请求，通过Handle system/ONS/ORS服务器进行数据筛选、查询，并将查询信息反馈至工业互联网服务器；若在Handle/DNS体系下的区块链数据库中查询到目标信息，则将其反馈的数据信息根据语义描述将工业互联网组件模型中的信息映射为可识别的语义词汇并进入步骤G。

5.根据权利要求1所述的基于区块链技术和标识编码技术的标识解析系统实现方法，其特征在于，所述标识信息以编码为载体，且所述编码为二维码或条形码。

6.根据权利要求2所述的基于区块链技术和标识编码技术的标识解析系统实现方法，其特征在于，所述查询指令用于标识查询与包含的标识信息对应的产品信息的指令。

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