CN110995752B - 基于以太坊和不对称加密算法商品跟踪系统、方法及介质 - Google Patents

基于以太坊和不对称加密算法商品跟踪系统、方法及介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于以太坊和不对称加密算法商品跟踪系统、方法及介质，所述系统包括：数据录入客户端，用于将加密的商品特征信息发送给系统服务器；系统服务器，在数据录入客户端为认证设备时，接收用户通过数据录入客户端输入的商品特征信息；爬取以太坊节点的商品特征信息，根据商品查询请求向查询客户端返回查询结果；以太坊节点，用于根据接收的商品特征信息更新信息进行商品特征信息的更新；查询客户端，用于接收系统服务器针对商品查询请求返回的商品特征信息。本发明的系统通过系统服务器对数据录入客户端进行认证判断，实现对以太坊数据更新上传者进行数字签名认证，能保证数据的输入者的合法性。

Description

基于以太坊和不对称加密算法商品跟踪系统、方法及介质
技术领域
本发明涉及以太坊技术领域，具体涉及一种基于以太坊和不对称加密算法商品跟踪系统、方法及介质。
背景技术
目前，自建的区块链私链根本上还是会受个人或者组织的控制，对于区块链技术特点而言，节点越多数据越安全，基于成本原因个人或组织并不拥有这种能力，所以自建的区块链私链并不具备数据不可篡改的公信力。
基于以太坊公链可以保证数据更新上传到以太坊后不被篡改，但是数据上传者的身份没有接受认证，有人为的操作空间。
发明内容
鉴于以上技术问题，本发明的目的在于提供一种基于以太坊和不对称加密算法商品跟踪系统、方法及介质，解决现有以太坊区块链中数据上传不安全或有认为操作空间的问题。
本发明采用技术方案如下：
基于以太坊和不对称加密算法商品跟踪系统，包括：
数据录入客户端，用于接收系统服务器发送的私钥，并在用户输入通过私钥加密的上传商品特征信息请求和/或商品特征信息后，将加密的上传商品特征信息请求和/或商品特征信息发送给系统服务器；
系统服务器，用于根据RSA不对称加密算法生成配对使用的公钥和私钥，将私钥发送给注册认证过的数据录入客户端，生成智能合约并部署到以太坊节点，接收用户通过数据录入客户端输入的上传商品特征信息请求并判断数据录入客户端是否为认证设备；在数据录入客户端为认证设备时，接收用户通过数据录入客户端输入的商品特征信息，向以太坊节点发起执行智能合约的操作，以以太坊节点根据接收的商品特征信息更新信息进行商品特征信息的更新；爬取以太坊节点的商品特征信息，接收查询客户端的商品查询请求并根据商品查询请求向查询客户端返回查询结果；
以太坊节点，用于部署系统服务器生成的智能合约并执行智能合约的操作，并根据接收的商品特征信息更新信息进行商品特征信息的更新；
查询客户端，用于向系统服务器发送商品查询请求，并接收系统服务器针对商品查询请求返回的商品特征信息。
进一步的，所述商品特征信息通过商品特征值的约定算法减少商品特征信息包含的数据量。
进一步的，所述商品特征值的约定算法中，商品特征信息的组成约定为：商品特征信息＝M[x]G1T1+F[x]G2T2+L[x]G3T3+D[x]G4T4；
其中，M(x)表示商品原材料信息，F(x)表示加工厂信息，L(x)表示物流信息，D(x)表示经销商信息，G1和T1分别表示商品原材料的地理位置信息和录入时间信息，G2和T2分别表示加工厂的地理位置信息和录入时间信息；G3和T3分别表示物流的地理位置信息和录入时间信息；G4和T4分别表示经销商的地理位置信息和录入时间信息。
进一步的，地理位置信息采用地理信息优化算法进行描述，在所述地理信息优化算法中，F(n)表示国家代码，f＇(n)为以国家代码首字母ASII码值大小排序得到有序的国家信息队列；G(m)表示一个国家的行政区域划分，g＇(m)为以行政区域级别大小排序得到有序的行政区域队列；Gnm表示包含所在地国家和所在地行政局域信息的全球地理位置，所有的全球地理位置信息Gnm构成全球地理信息矩阵G＇nm，n和m均为自然数；
数据录入客户端输入全球地理位置Gnm在全球地理信息矩阵G＇nm中的下标信息n和m，系统服务器通过下标信息n和m在球地理信息矩阵G＇nm查询得到全球地理位置Gnm。
进一步的，还包括以太坊平台，用于同步获取以太坊节点的商品特征信息，以及运行DApp分散式应用程序。
进一步的，判断数据录入客户端是否为认证设备的步骤包括：所述上传商品特征信息请求中附带通过私钥加密的数字签名信息，在接收到用户通过数据录入客户端上传商品特征信息请求中附带的通过私钥加密的数字签名信息后，根据生成的公钥对通过私钥加密的数字签名信息进行验证，通过判断公钥和数字签名信息中的私钥是否配对，从而判断该数据录入客户端是否是经过认证的设备。
基于以太坊和不对称加密算法商品跟踪方法，应用于系统服务器，包括:
生成智能合约并部署到以太坊节点；
接收数据录入客户端发送的上传商品特征信息请求；
判断数据录入客户端是否是经过认证的设备；
在数据录入客户端为认证设备时，向以太坊节点发起执行智能合约的操作，接收用户通过数据录入客户端输入的商品特征信息，以以太坊节点执行智能合约的操作，根据接收的商品特征信息进行商品特征信息的更新。
进一步的，还包括：
爬取以太坊节点的商品特征信息；接收查询客户端发送的商品查询请求；
向查询客户端返回与商品查询请求对应的商品特征信息。
进一步的，判断数据录入客户端是否是经过认证的设备的步骤包括：
根据RSA不对称加密算法生成配对使用的公钥和私钥，将私钥发送给注册认证过的数据录入客户端；
在接收到用户通过数据录入客户端上传商品特征信息请求中附带的通过私钥加密的数字签名信息后，根据生成的公钥对通过私钥加密的数字签名信息进行验证，通过判断公钥和数字签名信息中的私钥是否配对，从而判断该数据录入客户端是否是经过认证的设备。
一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现所述的基于以太坊和不对称加密算法商品跟踪方法。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明的基于以太坊和不对称加密算法商品跟踪系统通过系统服务器对数据录入客户端进行认证判断，实现对以太坊数据更新上传者进行数字签名认证，能保证数据的输入者的合法性。
进一步的，通过商品特征值的约定算法减少商品特征信息包含的数据量，加快数据加解密的速度。
进一步的，通过系统服务器缓存策略，将以太坊节点服务器和溯源服务器(即系统服务器)数据隔离，能优化以太坊节点同步数据臃肿的问题，达到快速更新查询数据的目的。
附图说明
图1为本发明基于以太坊和不对称加密算法商品跟踪系统的示意图；
图2为本发明基于以太坊和不对称加密算法商品跟踪方法实施例的流程示意图；
图3为本发明基于以太坊和不对称加密算法商品跟踪方法另一实施例的流程示意图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
实施例：
请参考图1-3所示，基于以太坊和不对称加密算法商品跟踪系统，请参照图1所示，包括：数据录入客户端、系统服务器、以太坊节点、查询客户端和以太坊平台。具体的：
数据录入客户端，用于接收系统服务器发送的私钥，并在用户输入通过私钥加密的上传商品特征信息请求和/或商品特征信息后，将加密的上传商品特征信息请求和/或商品特征信息发送给系统服务器；
系统服务器，用于根据RSA不对称加密算法生成配对使用的公钥和私钥，将私钥发送给注册认证过的数据录入客户端，生成智能合约并部署到以太坊节点，接收用户通过数据录入客户端输入的商品特征信息并判断数据录入客户端是否为认证设备；在数据录入客户端为认证设备时，向以太坊节点发起执行智能合约的操作，以以太坊节点根据接收的商品特征信息更新信息进行商品特征信息的更新；爬取以太坊节点的商品特征信息，接收查询客户端的商品查询请求并根据商品查询请求返回查询结果；
在这里，智能合约可以是电子版合同、数字化合约、智能化合约，是将合同合约用代码写成一段小程序，重要的是这段代码一旦写好就无法修改无法篡改，并公之于众保存在区块链中去中心化。
智能合约约定商品的特征信息比如构成商品原材料产地信息，加工厂商信息，生产日期信息和物流信息等来表示一个商品的唯一特征。智能合约是一段代码，每执行一步需要执行相关费用，所以智能合约需要更少程序执行的步骤，来减少智能合约的运行成本。
其中，判断数据录入客户端是否为认证设备的步骤具体包括：
所述上传商品特征信息请求中附带通过私钥加密的数字签名信息；在接收到用户通过数据录入客户端上传商品特征信息请求中附带的通过私钥加密的数字签名信息后，根据生成的公钥对通过私钥加密的数字签名信息进行验证，通过判断公钥和数字签名信息中的私钥是否配对，从而判断该数据录入客户端是否是经过认证的设备。
以太坊节点，用于部署系统服务器生成的智能合约并执行智能合约的操作，并根据接收的商品特征信息更新信息进行商品特征信息的更新。
查询客户端，用于向系统服务器发送商品查询请求，并接收系统服务器针对商品查询请求返回的商品特征信息。
以太坊平台，用于同步获取以太坊节点的商品特征信息，以及运行DApp分散式应用程序。以太坊平台是一个公链，上面跑着有各种DApp分散式应用程序，每个以太坊节点都保存着所有DApp分散式应用程序的所有数据。所以对于溯源系统来说更新一次节点，就是更新所有DApp分散式应用程序的所有数据。这里通过系统服务器缓存策略，将以太坊节点服务器和溯源服务器数据隔离，达到快速更新查询数据的目的。
具体的，系统服务器对每个数据录入客户端利用RSA不对称加密算法生成一对公钥和私钥，公钥保存在服务器，私钥保存在数据录入客户端。客户端每次上传数据都会用私钥进行数据加密，系统服务端每次收到数据都会根据客户端id使用对应的公钥解密。
这样，可以保证客户端上传的数据是经过签名认证的。本发明通过对以太坊数据更新上传者进行数字签名认证，能保证数据的输入者的合法性。
进一步的，所述商品特征信息通过商品特征值的约定算法减少商品特征信息包含的数据量。
由于RSA不对称加密算法加解密数据较慢，而商品特征信息包含大量数据，所以需要优化商品特征信息来减少加密的数据量，从而加快数据加解密的速度。本发明通过位置算法减少数据量，从而加速RSA加解密过程。
具体的，所述商品特征值的约定算法中，商品特征信息的组成约定为：
商品特征信息＝M[x]G1T1+F[x]G2T2+L[x]G3T3+D[x]G4T4；
其中，M(x)表示商品原材料信息，F(x)表示加工厂信息，L(x)表示物流信息，D(x)表示经销商信息，G1和T1分别表示商品原材料的地理位置信息和录入时间信息，G2和T2分别表示加工厂的地理位置信息和录入时间信息；G3和T3分别表示物流的地理位置信息和录入时间信息；G4和T4分别表示经销商的地理位置信息和录入时间信息。
进一步的，地理位置信息采用地理信息优化算法进行描述，在所述地理信息优化算法中，F(n)表示国家代码，f＇(n)为以国家代码首字母ASII码值大小排序得到有序的国家信息队列；G(m)表示一个国家的行政区域划分，g＇(m)为以行政区域级别大小排序得到有序的行政区域队列；Gnm表示包含所在地国家和所在地行政局域信息的全球地理位置，所有的全球地理位置信息Gnm构成全球地理信息矩阵G＇nm，n和m均为自然数；
数据录入客户端输入全球地理位置Gnm在全球地理信息矩阵G＇nm中的下标信息n和m，系统服务器通过下标信息n和m在球地理信息矩阵G＇nm查询得到全球地理位置Gnm。
具体的，在商品特征信息中，包含大量的地理位置信息，比如原材料场地信息，厂商地理信息，物流信息等，所以需要一套精简的地理信息描述算法。
用F(x)表示国家代码，则地球上所有国家表示为f[1],f[2],f[3]...,f[n]。用G(x)表示一个国家的行政区域划分,则一个国家的所有行政区域可以表示为g[1],g[2],g[3]...g[m]。则全球地理信息可以表示为n*m矩阵，记为Gnm＝
Figure BDA0002324597690000071
则一个特定的地理位置可以表示为G[n][m]。
数据录入客户端，需要根据GPS传感器的数据在地理信息矩阵快速查找特定的坐标，所以需要对矩阵进行排序，以国家代码首字母ASII码值大小排序得到有序的国家信息队列f＇(x)，以行政区域级别大小排序得到有序的行政区域队列g＇(x)。则有序的全球地理信息矩阵G＇nm＝
Figure BDA0002324597690000072
数据录入客户端,首先根据GPS的经纬度信息查找到所在地的国家，行政区域信息，然后通过快速查找法查找有序的全球地理信息矩阵G＇nm，找到该全球地理位置的下标信息n和m。
系统服务器通过数据录入客户端上传的位置矩阵下标信息n和m，查找矩阵G＇nm，从而得到该商品特征值数据的全球地理位置信息。
本发明的基于以太坊和不对称加密算法商品跟踪方法，应用于系统服务器，请参照图2所示，包括:
步骤S1:生成智能合约并部署到以太坊节点；
步骤S2：接收数据录入客户端发送的上传商品特征信息请求；
步骤S3：判断数据录入客户端是否是经过认证的设备；
判断数据录入客户端是否是经过认证的设备的步骤包括：
步骤S31：根据RSA不对称加密算法生成配对使用的公钥和私钥，将私钥发送给注册认证过的数据录入客户端；
步骤S32：所述上传商品特征信息请求中附带通过私钥加密的数字签名信息；在接收到用户通过数据录入客户端上传商品特征信息请求中附带的通过私钥加密的数字签名信息后，根据生成的公钥对通过私钥加密的数字签名信息进行验证，通过判断公钥和数字签名信息中的私钥是否配对，从而判断该数据录入客户端是否是经过认证的设备。
步骤S4：在数据录入客户端为认证设备时，向以太坊节点发起执行智能合约的操作，接收用户通过数据录入客户端输入的商品特征信息，以以太坊节点执行智能合约的操作，根据接收的商品特征信息进行商品特征信息的更新。
在数据录入客户端为非认证设备时，可向数据录入客户端发送提示信息，提示用户到认证中心进行数据录入客户端的认证。
具体的，系统服务器接收数据录入客户端更新商品信息请求。系统服务器接收到请求之后首先根据数据录入客户端ID判断该客户端有没进行注册，没有注册则没有数据签名，系统服务端拒绝更新商品信息。如果是已经注册认证的客户端则向以太坊节点发起运行智能合约的操作进行商品特征信息数据更新，并支付相关费用。
进一步的，数据录入客户端还可上传GPS等信息，系统服务器可以利用这个GPS信息进一步判断信息的真伪，对数据录入增加一层判断，以保证商品特征信息录入的合法性。
作为另一实施例，请参照图3所示，本发明基于以太坊和不对称加密算法商品跟踪方法还可包括：
步骤S5：爬取以太坊节点的商品特征信息；接收查询客户端发送的商品查询请求；系统服务器更新以太坊节点商品信息。
以太坊节点的数据是膨胀的，每个以太坊节点都拥有每个去中心化应用的所有数据。所以系统服务器会在每天固定时间发送指令到以太坊节点服务器，使其更新同步以太坊节点所有数据，并爬取该以太坊节点服务器的商品信息到系统服务器供客户端查询。这样做个缓存可以节省商品数据查找时间。
步骤S6：向查询客户端返回与商品查询请求对应的商品特征信息。
本发明通过系统服务器爬取以太坊节点的商品特征信息，供查询客户端查询商品特征信息，以消费者通过输入商品的追踪码，向系统服务器查询商品特征信息。系统服务器通过唯一的追踪码进行数据查找后返回相应信息，实现通过系统服务器数据缓存优化，解决以太坊节点数据同步数据臃肿的问题。
本发明还提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，本发明的方法如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在该计算机存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机存储介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机存储介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机存储介质不包括电载波信号和电信信号。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.基于以太坊和不对称加密算法商品跟踪系统，其特征在于，包括：
数据录入客户端，用于接收系统服务器发送的私钥，并在用户输入通过私钥加密的上传商品特征信息请求和/或商品特征信息后，将加密的上传商品特征信息请求和/或商品特征信息发送给系统服务器；
系统服务器，用于根据RSA不对称加密算法生成配对使用的公钥和私钥，将私钥发送给注册认证过的数据录入客户端，生成智能合约并部署到以太坊节点，接收用户通过数据录入客户端输入的上传商品特征信息请求并判断数据录入客户端是否为认证设备；在数据录入客户端为认证设备时，接收用户通过数据录入客户端输入的商品特征信息，向以太坊节点发起执行智能合约的操作，以以太坊节点根据接收的商品特征信息更新信息进行商品特征信息的更新；爬取以太坊节点的商品特征信息，接收查询客户端的商品查询请求并根据商品查询请求向查询客户端返回查询结果；
以太坊节点，用于部署系统服务器生成的智能合约并执行智能合约的操作，并根据接收的商品特征信息更新信息进行商品特征信息的更新；
查询客户端，用于向系统服务器发送商品查询请求，并接收系统服务器针对商品查询请求返回的商品特征信息；
所述商品特征信息通过商品特征值的约定算法减少商品特征信息包含的数据量；
所述商品特征值的约定算法中，商品特征信息的组成约定为：
商品特征信息＝M[x]G1T1+F[x]G2T2+L[x]G3T3+D[x]G4T4；
其中，M(x)表示商品原材料信息，F(x)表示加工厂信息，L(x)表示物流信息，D(x)表示经销商信息，G1和T1分别表示商品原材料的地理位置信息和录入时间信息，G2和T2分别表示加工厂的地理位置信息和录入时间信息；G3和T3分别表示物流的地理位置信息和录入时间信息；G4和T4分别表示经销商的地理位置信息和录入时间信息。
2.根据权利要求1所述的基于以太坊和不对称加密算法商品跟踪系统，其特征在于，地理位置信息采用地理信息优化算法进行描述，在所述地理信息优化算法中，F(n)表示国家代码，f＇(n)为以国家代码首字母ASII码值大小排序得到有序的国家信息队列；G(m)表示一个国家的行政区域划分，g＇(m)为以行政区域级别大小排序得到有序的行政区域队列；Gnm表示包含所在地国家和所在地行政局域信息的全球地理位置，所有的全球地理位置信息Gnm构成全球地理信息矩阵G＇nm，n和m均为自然数；
数据录入客户端输入全球地理位置Gnm在全球地理信息矩阵G＇nm中的下标信息n和m，系统服务器通过下标信息n和m在球地理信息矩阵G＇nm查询得到全球地理位置Gnm。
3.根据权利要求1所述的基于以太坊和不对称加密算法商品跟踪系统，其特征在于，还包括以太坊平台，用于同步获取以太坊节点的商品特征信息，以及运行DApp分散式应用程序。
4.根据权利要求1所述的基于以太坊和不对称加密算法商品跟踪系统，其特征在于，判断数据录入客户端是否为认证设备的步骤包括：所述上传商品特征信息请求中附带通过私钥加密的数字签名信息，在接收到用户通过数据录入客户端上传商品特征信息请求中附带的通过私钥加密的数字签名信息后，根据生成的公钥对通过私钥加密的数字签名信息进行验证，通过判断公钥和数字签名信息中的私钥是否配对，从而判断该数据录入客户端是否是经过认证的设备。
5.基于以太坊和不对称加密算法商品跟踪方法，其特征在于，应用于系统服务器，包括:
生成智能合约并部署到以太坊节点；
接收数据录入客户端发送的上传商品特征信息请求；
判断数据录入客户端是否是经过认证的设备；
在数据录入客户端为认证设备时，向以太坊节点发起执行智能合约的操作，接收用户通过数据录入客户端输入的商品特征信息，以以太坊节点执行智能合约的操作，根据接收的商品特征信息进行商品特征信息的更新；
所述商品特征信息通过商品特征值的约定算法减少商品特征信息包含的数据量；
所述商品特征值的约定算法中，商品特征信息的组成约定为：
商品特征信息＝M[x]G1T1+F[x]G2T2+L[x]G3T3+D[x]G4T4；
其中，x表示某一商品名称，M(x)表示商品原材料信息，F(x)表示加工厂信息，L(x)表示物流信息，D(x)表示经销商信息，G1和T1分别表示商品原材料的地理位置信息和录入时间信息，G2和T2分别表示加工厂的地理位置信息和录入时间信息；G3和T3分别表示物流的地理位置信息和录入时间信息；G4和T4分别表示经销商的地理位置信息和录入时间信息。
6.根据权利要求5所述的以太坊和不对称加密算法商品跟踪方法，其特征在于，还包括：
爬取以太坊节点的商品特征信息；接收查询客户端发送的商品查询请求；
向查询客户端返回与商品查询请求对应的商品特征信息。
7.根据权利要求5所述的以太坊和不对称加密算法商品跟踪方法，其特征在于，判断数据录入客户端是否是经过认证的设备的步骤包括：
根据RSA不对称加密算法生成配对使用的公钥和私钥，将私钥发送给注册认证过的数据录入客户端；
在接收到用户通过数据录入客户端上传商品特征信息请求中附带的通过私钥加密的数字签名信息后，根据生成的公钥对通过私钥加密的数字签名信息进行验证，通过判断公钥和数字签名信息中的私钥是否配对，从而判断该数据录入客户端是否是经过认证的设备。
8.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求5-7任一项所述的基于以太坊和不对称加密算法商品跟踪方法。
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