CN111033244A - 用于物理材料的分布式分类账 - Google Patents

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詹姆斯·W·杜维三世
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Abstract

用于物理材料的分布式分类账的方法、系统和装置。在一方面中，方法包括获得关于待验证的物理材料的第一信息集合，该第一信息集合包括响应于对物理材料进行照射而由该物理材料发射的电磁辐射的光谱的通道的数百个值；获得关于待验证的物理材料的第二信息集合；通过通信网络将第一信息集合和第二信息集合发送给验证计算机系统；接收验证信息；发起向分布式数字分类账添加能够用于标识第一信息集合的信息和数字签名；接收对向分布式数字分类账添加能够用于标识第一信息集合的信息和数字签名的确认；以及报告物理材料已经被验证。

Description

用于物理材料的分布式分类账
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年5月23日递交的美国临时专利申请No.62/510,078的优先权，其通过引用并入本文中。
背景技术
本说明书涉及用于物理材料的分类账。常规的分类账依赖于受信任的中央管理员来验证每个交易请求并将交易提交到分类账。受信任的中央管理员负责分类账的精确性和可用性。这种集中式分类账的示例是信用卡、支票、储蓄和投资帐户分类账。受信任的中央管理员的示例是银行和票据交换所。相互信任的管理员的存在允许彼此不信任的双方执行远程交易。然而，当中央管理员变得不起作用时，在中央管理员控制下的整个分类账集合将变为无法访问，并阻止交易进行。附加地，当中央管理员违背原则并且分类账被破坏或更改时，可能无法恢复或检测对分类账的修改。
分布式分类账是在没有中央管理员或集中式数据存储的情况下分布在多个节点上的复制、共享且同步的数字数据的共识。分布式分类账的副本在分布式分类账网络的节点之间复制和共享。复制和共享为分布式分类账提供了独特的弹性，并且防止未经授权的更改。
发明内容
本说明书描述了与用于物理材料的分布式分类账相关的技术。
总的来说，本说明书中所描述的主题的一个或多个方面可以以一种或多种方法来体现，所述一种或多种方法包括：在与通信网络耦接的计算机处，获得关于待验证的物理材料的第一信息集合，第一信息集合包括表示待验证的物理材料的物理特性的数百个离散的数据单元；在与通信网络耦接的计算机处获得关于待验证的物理材料的第二信息集合；由计算机通过通信网络将第一信息集合和第二信息集合发送给验证计算机系统；在计算机处从验证计算机系统接收验证信息，验证信息包括由验证计算机系统至少对能够用于标识第一信息集合的信息作出的数字签名；由计算机发起向分布式数字分类账添加能够用于标识第一信息集合的信息和数字签名；由计算机接收对向分布式数字分类账添加能够用于标识第一信息集合的信息和数字签名的确认；以及响应于接收到确认，由计算机报告物理材料已被验证。该方面的其他实施例包括对应的系统、装置和计算机程序产品。
在一些实施例中，数百个离散的数据单元可以包括表示待验证的物理材料的物理特性的不同类型的数据。例如，第一信息集合中的数百个离散的数据单元可以包括从物理材料获得的脱氧核糖核酸(DNA)碱基对的数百个值。作为另一示例，第一信息集合中的数百个离散的数据单元可以包括响应于对物理材料照射而由物理材料发射的电磁辐射的光谱的通道的数百个值。这些和其他类型的数据可以在各种实施例中单独使用或彼此组合使用。此外，在各种实现方式中，数百个离散的数据单元可以是数十个、数百个、或者甚至数千个离散的数据单元。
这些和其他实施例可以可选地包括以下特征中的一个或多个特征。在一些实施例中，能够用于标识第一信息集合的信息可以是第一信息集合。在一些实施例中，电磁辐射的光谱的通道的数百个值可以包括来自电磁辐射的光谱的至少两百个通道的数据。在一些实施例中，电磁辐射的光谱的通道的数百个值可以指示同位素发射、分子发射、分子结构、分子同位素发射、来自物理材料中的不同原子的原子发射之间的光谱干扰、或其组合。
在一些实施例中，计算机可以是分析系统的一部分，并且数字签名可以是第一数字签名。在一些实施例中，获得第一信息集合可以包括照射物理材料，接收响应于照射而产生的电磁辐射的光谱，以及根据所接收的电磁辐射的光谱产生数百个值。在一些实施例中，获得第二信息集合可以包括从分布式数字分类账取回如下项：(a)响应于对物理材料进行的先前照射而由物理材料发射的电磁辐射的光谱的通道的先前产生的数百个值，和(b)至少先前产生的数百个值的第二数字签名，并使用验证计算机系统所使用的异步加密密钥对中的公钥部分来验证第二数字签名。在一些实施例中，发送第一信息集合和第二信息集合可以包括将所产生的数百个值和先前产生的数百个值发送给验证计算机系统。
在一些实施例中，方法还可以包括使用验证计算机系统所使用的异步加密密钥对中的公钥部分来验证第一数字签名；除验证第一数字签名外，还检查转让的一个或多个条件被满足；以及响应于所述检查发起对转让的支付。在一些实施例中，方法还可以包括从分布式数字分类账中的与第二信息集合相关联的记录中识别转让的一个或多个条件。在一些实施例中，发起对转让的支付可以包括发起向分布式数字分类账进行的所述添加。
在一些实施例中，分布式数字分类账可以包括公共分布式数字分类账和私有分布式数字分类账，私有分布式数字分类账包括第一条目，第一条目包括电磁辐射的光谱的通道的数百个值。获得关于待验证的物理材料的第二信息集合可以包括从公共分布式数字分类账获得第二信息集合，第二信息集合包括第二指针，第二指针指向私有分布式数字分类账中的关于待验证的物理材料的第二条目；能够用于标识第一信息集合的信息的数字签名可以包括第一指针的数字签名，第一指针指向私有分布式数字分类账中的第一条目；以及发起向分布式数字分类账添加能够用于标识第一信息集合的信息和数字签名包括发起向公共分布式数字分类账添加第一指针。
在一些实施例中，分布式数字分类账可以包括公共部分和私有部分，公共部分包括明文信息，私有部分包括加密信息；并且第一信息集合可以存储在分布式数字分类账中的私有部分中，数字签名可以存储在分布式数字分类账中的公共部分中。
在一些实施例中，计算机可以是跟踪系统的一部分，并且数字签名可以是第一数字签名。在一些实施例中，获得第一信息集合可以包括接收数百个值。在一些实施例中，获得第二信息集合可以包括识别针对供应链中的当前位置处的物理材料的当前标准集合。在一些实施例中，发送第一信息集合和第二信息集合可以包括发送数百个值和针对供应链中的当前位置处的物理材料的当前标准集合。
在一些实施例中，方法还可以包括使用验证计算机系统所使用的异步加密密钥对中的公钥部分来验证第一数字签名；从分布式数字分类账取回如下项：(a)响应于对在供应链中的先前位置处的物理材料进行的先前照射而由物理材料发射的电磁辐射的光谱的通道的先前产生的数百个值，和(b)至少先前产生的数百个值的第二数字签名，第二数字签名已被创建用于验证供应链中的先前位置处的物理材料；使用验证计算机系统使用的异步加密密钥对中的公钥部分来验证第二数字签名；以及仅在对第一数字签名和第二数字签名两者进行了验证之后，才发起向分布式数字分类账进行所述添加。在一些实施例中，在供应链中的先前位置处的物理材料可以是未组合的原材料，并且供应链中的当前位置处的物理材料可以与至少一种其他物理材料组合。
在一些实施例中，能够用于标识第一信息集合的信息可以是指向第一条目的第一指针，该第一条目包括电磁辐射的光谱的通道的数百个值。在一些实施例中，私有材料信息数据库可以包括包含第一信息集合的第一条目；获得关于待验证的物理材料的第二信息集合可以包括从分布式数字分类账获得第二信息集合，第二信息集合包括第二指针，第二指针指向私有材料信息数据库中的关于待验证的物理材料的第二条目；能够用于标识第一信息集合的信息的数字签名可以包括第一指针的数字签名，第一指针指向私有材料信息数据库中的第一条目；以及发起向分布式数字分类账添加能够用于标识第一信息集合的信息和数字签名包括发起向分布式分类账添加第一指针。在一些实施例中，私有材料信息数据库可以是私有分布式数字分类账。
在一些实施例中，能够用于标识第一信息集合的信息可以是第一信息集合的哈希。
可以实施本说明书中描述的主题的各种实施例以实现以下优点中的一个或多个。在一些实施例中，可以减少物理材料的交易中的欺诈和人为错误。在一些实施例中，可以在交易时验证物理材料的出处。在一些实施例中，可以跟踪已经经历转化工艺的经处理的材料。在一些实施例中，可以更快地执行涉及物理材料的转让或转化的合约。
本说明书中所描述的主题的一个或多个实施例的细节在附图和以下描述中阐述。根据说明书、附图和权利要求书，本发明的其他特征、方面和优点将变得显而易见。
附图说明
图1示出了用于物理材料的分布式分类账系统的示例。
图2示出了用于物理材料(physical material)的跟踪系统的示例。
图3示出了用于经历转化工艺的物理材料的跟踪系统的示例。
图4示出了用于使用分布式分类账来验证材料的处理的示例的流程图。
图5示出了用于物理材料的包含智能合约在内的分布式分类账系统的示例。
图6示出了验证服务器的示例。
图7和图8示出了具有不同配置的分布式分类账的示例。
图9示出了具有奖励的分布式分类账系统的示例。
在各个附图中，相同的附图标记和标号指示相同的要素。
具体实施方式
图1示出了用于物理材料的分布式分类账系统100的示例。分布式分类账节点110a包括处理器122、存储器123、存储设备124和一个或多个输入/输出(I/O)设备129。处理器122可以是一个或多个硬件处理器，每个处理器可以包括多个处理器核。存储器123可以包括易失性和非易失性存储器两者，例如随机存取存储器(RAM)和闪存RAM。存储设备124包括分布式分类账126，分布式分类账126包含一个或多个材料信息127和一个或多个数字签名128。存储设备124可以包括硬盘、固态存储器设备或磁带设备。计算机可读介质可以包括存储设备124和存储器123，其存储实现可以在处理器122上运行的各种分布式分类账和材料验证操作的指令。I/O设备129的示例包括显示器、相机、扬声器、麦克风、触觉反馈设备、键盘、鼠标和通信接口。分布式分类账节点110a使用I/O设备129与其他计算机通信。分布式分类账节点110a可以连接到网络140，网络140可以是私有网络、公共网络、虚拟私有网络等。网络140可以连接到各自包含分布式分类账126的副本在内的附加的分布式分类账节点110b和110c。节点110b和110c可以使用针对110a描述的相同的计算机技术来实现。网络140还可以连接到验证服务器160，以提供验证服务器160与节点110a、110b和110c之间的连接性。验证服务器160包括加密密钥对162，其包含公钥162a和私钥162b。
分布式分类账126是在没有中央管理员或集中式数据存储的情况下分布在多个节点(例如，节点110a、110b和110c)上的复制、共享且同步的数字数据的共识。分布式分类账126的副本在分布式分类账网络的节点之间复制和共享。每当涉及物理材料的交易完成时，可以更新分布式分类账。然而，替代覆盖先前的记录，而是通过以下详细描述的方法在节点之间(例如，在两个分布式分类账节点之间)交换交易信息，并将其添加为新的分类账条目。
分布式分类账126包含描述针对物理材料的交易的数字分类账条目。然而，物理材料不具有原生(native)数字表示。因此，通常创建物理材料的数字表示或“标签”作为数字域中物理材料的代理。物理材料的常规数字表示的示例包括库存量单位(SKU)或序列号。然而，常规数字表示是环境信息，该环境信息推断基础物理材料的存在，但不能证明物理材料的实际存在或身份。这是因为此类数字表示未绑定到物理材料并且不唯一标识材料，例如哈希值针对数字文档所起的作用。SKU或序列号可以被容易地更改或伪造，而对物理材料的常规数字表示进行这种容易的更改能够创建欺诈性的分布式分类账条目。
在分布式分类账126的条目中包括材料信息127，其唯一地标识物理材料并表示与材料本身不可分割的材料特性，而无需改变材料性质。与常规数字表示不同，材料信息127将数字分类账条目不可分割地绑定到基础物理材料。每种天然或人造材料都具有在创建其时所涉及的材料和处理的痕迹。如果进行了足够详细的检查，每个材料样本都不同于每个其他样本。将一种材料与所有其他材料唯一地区别开来的这种差异可以用于确定身份或出处。这种差异的示例在从由材料本身产生的等离子体发射的电磁辐射的光谱中找得到。这种差异称为材料的光谱签名。
通常，在数据获取、数据输入和数据处理中的人为干预可以使分布式分类账系统容易受到人为错误和欺诈(包括伪造材料信息127)的影响。例如，材料信息127与物理材料的手动配对可以使分布式分类账系统容易受到配对中潜在失误的影响，或者出于欺诈目的而故意将材料信息127与不相关的物理材料错配。因此，在一些实现方式中，通过将信息提交到分布式分类账而从获取材料信息的步骤中去除了人为干预。
材料信息127可以用于确定物理材料的身份、质量或出处。例如，可以通过收集和分析材料的光谱签名来识别材料的元素成分，从而确定身份，该光谱签名可以分解为每个组成元素的光谱签名。材料的质量可以取决于对材料执行的处理的类型为何。例如，可以对钢铁进行热处理以提高其强度，并且不同的热处理使所处理的材料具有不同的光谱签名。该信息可以用于确定材料的质量。出于各种原因，确定出处非常有用，例如确定材料(例如，矿物)的价值、材料的地理来源、或材料(例如，经制造的材料)是否已达到其规格。在人造材料的情况下，出处也可以指代特定的工厂、工艺或制造商。在一些情况下，可以通过将身份的确定与跟材料的地理来源或加工厂相关联的质量相结合来确定材料的出处。在一些情况下，对人造材料的出处进行确定允许对假冒产品和/或不合格产品进行识别。
材料信息127的示例包括响应于对物理材料的照射而由物理材料发射的电磁辐射的光谱的通道的光谱签名或数百个值。电磁辐射的光谱的通道应理解为是围绕通道的中心波长的波长的范围或“窗口”。材料信息127还可以包括其他信息，例如化学浓度的重量百分比、细菌、病毒、真菌、DNA、激光诱导击穿光谱技术(LIBS)光谱、近红外光谱技术光谱、X射线荧光光谱(XRF)、拉曼光谱或其他吸收或发射光谱数据。在一些实现方式中，包含在分布式分类账126中的材料信息127可以是完整材料信息数据的密码哈希，例如针对光谱的通道的数百个值。唯一地标识材料的全部数据可以存储在其他地方(例如，验证服务器160)，并使用哈希值取回。在一些实现方式中，包含在分布式分类账126中的材料信息127可以是指向包括部分或完整材料信息127的数据条目的指针。数据条目可以位于分布式分类账126的外部。指针的示例包括统一资源定位符(URL)、网络地址、信息表的索引(例如名称、值)以及另一个分布式分类账上条目的地址。在一些实现方式中，材料信息127包括唯一地标识材料的全部数据。
验证服务器160提供验证信息，并且可以存储完整材料信息数据。验证服务器160可以响应于在验证查询中接收到的材料信息来提供验证信息，该材料查询是由针对物理材料的数字分类账交易产生的。验证查询可以包括：对出处的验证，确定两个信息集合是否对应于相同的物理材料(身份)，或者对材料进行预定的物理或化学转化是发生了还是尚未发生。验证查询的另一个示例是验证所接收的材料信息中存在或者不存在特定特征。例如，钻石中存在或者不存在氮聚合态或硅空穴可以引起在所接收的材料信息中存在或者不存在特定的光谱特征，这可以指示钻石的质量或出处。在一些实现方式中，分布式分类账节点110a、110b和110c中的一个或多个分布式分类账节点可以各自用作验证服务器160，以提供材料信息验证。在一些实现方式中，验证服务器160由一方拥有，并且向部署一个或多个分布式分类账系统100的一个或多个相应的单独方提供验证服务。在一些实现方式中，验证服务器160由部署分布式分类账系统100的一方拥有并受其物理控制，以提供例如附加的数据安全。
验证服务器160可以通过各种方法来验证材料的身份或出处。验证服务器160执行的验证方法的示例包括：(a)将样本的光谱序列与参考库中多个参考样本中的每个参考样本的光谱序列进行比较，以及(b)确定所比较的材料信息是否实质上彼此匹配。作为比较处理的一部分，可以使用聚类分析技术和算法(例如，在来自MathWorks公司(Natick，MA)的
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工具箱中商业上可购买到的技术和算法)来确定光谱序列中的成分光谱，以用于出处验证。例如，当加权K的最近邻差异足够小时，加权K的最近邻算法可以用于识别定义共同成分的光谱。在另一个示例中，可以将所接收的材料信息与参考库中多个参考样本的材料信息进行比较，以找到匹配项并提供对材料出处的验证。可以通过从世界各地的矿床收集参考样本为地质材料(例如，宝石或金属)建立参考库。这种库将实现基于扫描的材料信息验证材料的来源。在一些实现方式中，可以为世界的不同区域建立不同的参考库。例如，可以建立特定于国家的参考库，该库可以用于验证材料是否源自与特定于国家的参考库相关联的特定国家。在一些实现方式中，特定于国家的参考库包括来自其他国家的参考数据样本，以提高鲁棒性。
通常，参考库可以是公共数据库或是具有访问控制的私有数据库。在一些情况下，可能期望限制对参考库的公共访问。验证服务器160可以以各种方式使用参考样本的材料信息条目，以验证未知材料的身份或出处。例如，在确定未知矿物的光谱是否与参考光谱匹配时，可以通过服务器160的验证方法来向矿物的特定光谱特征赋予额外的权重。有权访问参考材料信息的欺诈方可能会尝试使用参考材料信息来创建模仿参考材料的特定光谱特征的伪造材料，以避开验证方法。此外，在一些情况下，参考材料信息可能包括专有信息或商业秘密，而参考材料的制造商或供应商可能不希望公开披露该专有信息或商业秘密。例如，专有钢铁的光谱可以具有指示特定掺杂剂或特定热处理的光谱特征，该特定掺杂剂或特定热处理被钢铁制造商认为是其商业秘密，因此希望保持私有。这样，验证服务器160可以限制对参考库的访问。例如，可以仅向验证服务器160和参考材料的相应所有者授予对参考库的条目的访问权限。在一些实现方式中，参考库是私有分布式数字分类账，其访问权限仅被授予给验证服务器160和向该参考库贡献了条目的各方。
为了确保对地质材料的原产地的高度信任，期望在收集期间记录关于材料样本的足够信息，例如(1)位置的坐标(例如，如从基于卫星的定位系统(例如全球定位系统(GPS)系统)确定的)，(2)收集的时间和日期，(3)收集方的名称和隶属关系，(4)是否从风化岩石中提取样本，(5)是否直接从主岩中提取样本，(6)从中提取样本的区域/床/矿管/岩脉；(7)主岩的类型，(8)样本是从矿区的尾矿、矿区的底板还是河床中提取的，(9)对物理样本的描述(例如其颜色、大小、包裹体或主岩)，以及(10)样本是否与其他样本一起收集。在一些实施例中，期望从矿床中的特定矿区中收集统计上数量巨大的样本(例如，至少30个样本)。在一些实施例中，如果矿床具有多个矿区，则期望从每个矿区收集统计上数量巨大的样本(例如，至少30个样本)。在一些实施例中，如果矿区具有包含相同地质材料的多个区域/床(例如伟晶岩、砂矿、矿管、岩脉、熔岩流)，则期望从每个区域收集统计上数量巨大的样本(例如，至少30个样本)。收集之后，为所有样本指派内部跟踪号，该内部跟踪号可以用于跟踪收集事件的样本。描述收集参数的文档与物理样本一起保存，并遵循严格的产销监管链程序以确保参考收集的持续完整性。地质材料的性质可以由于各种原因而随时间改变，例如由于采矿深度或位置随时间的改变，或者由于钻石的主岩上的采矿位置的改变。这样，可以随时间推移利用附加参考样本来更新或扩充参考收集，以跟踪和解释从特定源获得的地质材料的性质的潜在改变。其他验证方法包括简单减法、偏最小二乘判别分析(PLS-DA)、主成分分析(PCA)、使用神经网络的分类、贝叶斯(Bayesian)分析或其他统计模式识别处理。
通常，精确验证所需的材料信息127的量取决于验证任务的性质。需要进行微小判别的任务通常比不涉及微小判别的任务需要更精细的光谱分辨率和/或光谱范围。通常，源自两个相距很远的位置的矿物具有容易区分的特性。因此，可以利用相对较少个光谱通道(例如，300个通道)来区分阿富汗和哥伦比亚之间的矿物出处。作为另一个示例，将金属合金的一种成分与该金属合金的第二种成分区分开来可能需要更多的光谱通道(例如，40,000个通道)，因为金属合金的两种成分通常具有类似的整体光谱签名，这些光谱签名在精细光谱特征上有所不同。通常，验证任务所需的通道的数量是特定于应用的，并且针对给定的应用可以凭经验找出数量(例如，在100至100,000个离散数据单元(例如，电磁光谱的通道)的范围内)。
分布式分类账126可以使用区块链(在下文中称为“区块链分类账”)来实现。区块链是分布式数据库，其维护不断增长的有序记录(被称为区块)的列表。区块保存已经发生且自最后一个区块创建以来已经经过校验(validated)的批量有效交易。每个区块还包含时间戳和使用先前区块的密码哈希值创建的到先前区块的链接。因此，形成了可以一直追溯到原始区块的区块的“链”。对任何先前区块的任何修改都将必然改变相应的哈希值，从而使链无效。因此，有效的区块链包含分类账的条目的整个历史。
哈希函数是一种单向函数，其根据输入消息计算具有设定比特数(例如，64比特、128比特、256比特、512比特或更多)的哈希值。哈希函数具有以下性质。其是确定性的，因此相同的消息始终产生相同的哈希值。其快速计算任何给定消息的哈希值。除了基本上尝试所有可能的消息外，据其哈希值产生消息是不可行的。对消息的微小改变会极大改变哈希值，以使得新哈希值看起来与旧哈希值不相关。找出具有相同哈希值的两个不同消息是不可行的。因此，实际上，哈希值唯一地标识任何数量的数字信息。
区块链分类账可以是“许可的”或“未经许可的”。在许可的区块链系统(也称为私有区块链)中，区块链可以由中央受信方或联盟形式的一组参与方拥有、控制和管理。仅受信的或经过审查的参与方才被允许参与对许可的区块链的控制和维护。所有参与节点均会保存分布式的相同的区块链的副本。区块链的副本可以是仅对参与节点可见。在已登记或已授权节点之间区块链的这种受控共享可以用于支持行业级记录系统，该行业级记录系统保持对资产所有权、材料在整个供应链中的移动、结算状态以及其他交易的跟踪。在未经许可的区块链系统(也称为公共区块链)中，区块链由任何有意愿的参与节点控制和维护。任何参与节点都可以完全看到区块链。参与节点之间不存在信任的假设，而这种信任的缺乏会在维护区块链的完整性方面带来某些挑战。
在一些实现方式中，提供了许可控制模块，用于控制对数据的访问并设置分布式分类账系统中的许可级别。通常，用于分布式分类账系统的不同应用对控制对数据的访问并确保对敏感数据的保护有不同的需求。可以使用(例如，由分布式分类账系统的给定应用的管理员)许可控制模块来从私有数据中划定公共数据。在一些实现方式中，许可控制模块可以定义将哪些类型的数据存储在区块链中以及将哪些类型的数据存储在区块链外部以限制对某些类型的数据(例如敏感数据)的传播、复制和/或访问，以及定义附加加密技术是与位于区块链中的数据一起使用还是与区块链外部的数据一起使用。在一些实现方式中，可以由许可控制模块建立区块链以存储敏感数据的位置或指针(例如，网络位置、计算机系统路径)，其可以通过单独的访问许可级别或单独的凭据集被访问。敏感数据的示例可以包括参考库和作为验证处理的一部分而获取的材料信息。在一些实现方式中，在分布式分类账系统的建立期间使用控制模块来配置系统以将敏感数据存储在区块链外部。在一些实现方式中，分布式分类账具有公共部分和私有部分，其中私有部分由许可控制模块加密。已授权方可以通过许可控制模块解密私有部分的内容。
密码证明可以代替对区块链中受信任的第三方的需求。可以以多种不同方式获得密码证明，包括使用公钥密码学。公钥密码学(一种非对称密码学)是使用公私加密密钥对的密码系统。公钥被广泛传播，但私钥由相应所有者秘密地保存。验证服务器160的加密密钥对162是公私加密密钥对的示例。为了向另一人发送安全消息，使用接收方的公钥以使用预定算法对消息进行加密。然后，加密的消息仅能由拥有匹配的私钥的接收方解密。可以反向使用该过程以产生数字签名128。换句话说，签名者可以使用他或她的私钥来加密“签名”(例如，签名者的名字)，然后可以通过匹配的公钥对该加密的“签名”进行解密以恢复签名。使用公钥成功解密证明签名确实如所声明的那样是由签名者签名的。
在没有中央控制方的情况下，更新分布式分类账的处理依赖于在节点之间就添加到区块链的所有新条目达成共识(或“分布式共识”)的处理。在一些实现方式中，实现分布式共识需要两个步骤：校验每个交易，以及将校验结果广播给处理区块链的所有其他节点。
在校验步骤期间，节点单独确定区块中的新条目是否有效，以及该区块是否可以进入区块链。具体地，节点对区块中的每个交易执行校验，以确保其内容合法。例如，他们通过使用公钥密码学验证发送方的数字签名来验证交易的发送方是正在出售的资产的真实所有者。
在广播步骤期间，节点达成对区块链中的新条目的一致看法。它在节点已经校验了一个或多个交易并发起将它们添加到区块链的处理时开始。校验节点首先将关于新区块的信息广播到其他校验节点。其他校验节点也可能已经校验了相同组或不同组的交易，但是共识处理允许它们在它们之间进行通信并就要被添加到区块链的一组共同的经校验的交易达成一致。
给出了将交易添加到基于区块链的分布式分类账的说明性示例。交易的示例是将物理材料的所有权从A方转让到B方。节点通过将所提议的交易广播到区块链的其他节点来发起交易。所提议的交易由与A方和B方相关联的私钥签名。其他节点接收所提议的交易，并使用数字签名处理来验证交易是否已被A方适当授权。节点还通过验证与材料信息127相对应的数字签名128，根据材料信息127检查其各自的区块链分类账的副本，以确认A方的分类账中的物理材料与对该材料的期望匹配。节点还通过验证B方的数字签名来验证B方是否正在接受所有权的转让。当这些验证或“校验”完成时，对交易进行广播以将其记录在当前区块中。如果节点达成共识以记录该交易，则该交易成为新更新的分布式分类账126中的反映所有权的转让的一部分。
达成共识的处理程取决于区块链是许可的还是未经许可的。在未经许可的区块链中，不存在受信任的中央机构，并且可以存在由不同节点同时创建的多个区块。因为由于区块的对等转让处理，区块可以以不同的顺序到达网络中的不同位置处，因此无法依靠所接收的区块的顺序来协调多个区块中的差异。在没有信任的情况下，可以使用“工作量证明(proof-of-work)”挖掘处理来达成共识。换句话说，每个区块将被区块链的其他节点接受，只要它包含对难以求解(例如，耗时的，因此充当“工作量证明”)但容易验证解是否正确的数学问题的答案即可。例如，密码哈希函数可以用于创建此类数学问题。因此，当节点与区块链的所有其他节点在对耗时问题进行求解以产生要被所有节点接受的下一个区块方面竞争时，节点无法简单地创建区块、分发和修改分布式分类账以发挥其优势。因此，除非单个节点的计算能力等于整个区块链节点的组合的计算能力的51％或更多，否则其他节点更有可能先解出问题并产生下一区块。当产生了区块并将其添加到链中作为下一区块时，其他节点仅需验证是否确实已经找到了数学问题的正确解，并通过追加区块来更新其各自的区块链的副本以达成共识。在一些实现方式中，产生下一个区块的第一个节点将获得经济奖励。
由于节点之间建立了信任，因此许可的区块链中的共识不涉及计算密集的“工作量证明”挖掘处理。校验节点仅检查交易的有效性，而无需执行挖掘处理，然后产生一个区块，该区块又将被其他节点信任。在这种配置下，可以以更快、更节能的方式更新区块链。在一些实现方式中，任何时候仅存在一个区块创建节点。因此，任何时候都仅能产生一个区块，从而消除了竞争状况和冲突。当区块创建节点变得不起作用时，区块链分类账的另一个节点可以通过预定机制来接管该角色，以维护分布式分类账操作。通常，可以基于针对分布式分类账系统的特定应用的需求来确定校验节点及其补偿结构(如果有)。
材料信息127可以与分布式分类账126中的数字签名128一起创建物理材料的不可变且防欺诈的所有权文档链，而无需受信任的中央机构。通过分布式分类账126的操作，物理材料的所有权文档链不可变地绑定到材料信息127，材料信息127是基础物理材料的数字表示。给出了分布式分类账中物理材料的寿命的说明性示例。区块链分类账中的物理材料的寿命开始于在区块链中创建或发行资产。发行方(例如，生产者、矿工、农民或任何创建或起源的点)获得材料信息127(物理材料的唯一标识且不可分割的数字表示)，在发行处理期间对材料信息127进行签名以产生数字签名128。完整材料信息数据的副本可以被登记并存储在验证服务器160处，作为资产发行处理的一部分。由数字签名128提供的密码证明确定发行方的身份，并且资产发行条目中包含的材料信息127唯一地标识物理材料。材料信息127的唯一性还防止使用相同的物理材料发行重复资产。因此，材料信息127、数字签名128和区块链的防更改性相结合能够为物理材料提供安全、透明和防欺诈的数字分类账。
可以以各种方式维护所发行的资产的完整材料信息数据的数据库。在一些实现方式中，数据库可以是由验证服务器160维护的私有数据库。在一些实现方式中，数据库可以存储在分布式分类账126的私有部分中。在一些实现方式中，数据库可以被维护为与记录发行并跟踪资产的后续验证事件的主区块链分离的辅区块链。主区块链可以包括指向辅区块链的指针，以用于取回完整材料信息。
主区块链和辅区块链的这种分离可以减小主区块链的大小，这可以提高主区块链的速度和整体性能。此外，可以独立于主区块链来控制对辅区块链的访问，这可以提供附加的实现灵活性，以适应各种用例。例如，对被提交方认为是机密或私有的完整材料信息的访问可以限于验证服务器160和提交方。
资产发行时可以添加与材料的身份或出处相关的附加信息。附加信息可以包括(1)位置的坐标(例如，如从基于卫星的定位系统(例如GPS系统)确定的坐标)，(2)收集的时间和日期，(3)收集方的名称和隶属关系，(4)是否从风化岩石中提取样本，(5)是否直接从主岩中提取样本，(6)从中提取样本的区域/床/矿管/岩脉；(7)主岩的类型，(8)样本是从矿区的尾矿、矿区底板还是河道中提取的，(9)对物理样本的描述(例如其颜色、大小、包裹体或主岩)，(10)样本是否与其他样本一起收集，(11)材料的类型，(12)材料的处理状态(例如，热处理、冷加工等)，(13)材料的制造商，以及(14)材料的生产线。
图2示出了用于材料的跟踪系统200的示例，其包括位于供应链位置A和B处的扫描节点210a和210b以跟踪材料232。扫描节点210a和210b中的每个扫描节点都是计算设备，并且其已经连接有用于扫描材料232的相应的材料性质扫描仪230a和230b。该连接可以是物理连接或无线连接。在一些实现方式中，材料性质扫描仪230a和230b可以被集成到相应的节点210a和210b中(例如，集成到包括计算设备210a、210b的手持式扫描仪中)。节点210a和210b可以通过网络140连接到一个或多个分布式分类账节点110c和验证服务器160。通过使用材料性质扫描仪230a和230b来获得材料信息227a和227b。在一些实现方式中，扫描节点210a和210b也是分布式数字分类账节点，其各自包含分布式分类账126的副本，例如数字分类账节点110a和110b。
材料性质扫描仪230a或230b是用于从材料232收集材料信息(例如材料信息227a或227b)的装置。材料性质扫描仪可以使用各种技术来收集材料信息，包括拉曼散射、近红外光谱、X射线荧光(XRF)、傅里叶变换红外光谱技术(FTIR)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、激光消融电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)和激光诱导击穿光谱技术(LIBS)。由扫描仪收集的材料信息227a或227b的示例是电磁辐射的光谱。使用LIBS技术的材料性质扫描仪230a或230b的示例包括具有足够高的能量以将材料232的一部分转换成等离子体的激光器，以及具有足够高的光谱分辨率和足够宽的光谱窗口的光谱仪。使用LIBS技术的材料性质扫描仪可以执行以下操作：(a)多次将样本的一部分转换为等离子体；(b)记录响应于每次样本转换而发射的电磁辐射的光谱，以定义样本的光谱序列，其中该序列中的每个成员与响应于样本转换中的一个不同的样本转换而记录的光谱相对应。在一些实现方式中，材料信息227a或227b可以包含来自多个样本位置的多组测量数据。测量位置可以是由多个x、y和z坐标定义的网格。
例如，可以通过对样本照射电磁辐射的脉冲来执行转换。通常，电磁辐射具有足够的能量以将样本的一部分转换成等离子体。示例性电磁辐射包括激光束(例如，193nm、266nm、355nm、532nm或1064nm的激光束)、离子束、电子束和电弧放电。这样形成的等离子体通常将包含各种激发的原子元素，当这些原子元素返回到较低的能量状态时，这些原子元素发射电磁辐射。在一些实施例中，电磁辐射指示原子发射。在一些实施例中，电磁辐射还可以包括指示以下项中的一种或多种的电磁辐射：同位素发射、分子发射、分子结构、分子同位素发射以及来自样本中不同原子的原子发射之间的光谱干扰。
例如，可以通过记录响应于每次样本转换(即，形成等离子体)而发射的电磁辐射的光谱来执行记录。在一些实施例中，每个光谱首先被检测器(例如，光谱仪)检测到，然后被记录在电子处理器(例如，计算机)中。由于在转换操作中多次(例如，至少3次)用电磁辐射(例如，激光)照射样本，因此从样本获得多个光谱。通常，在用电磁辐射照射以进行下一次样本转换之前，检测并记录每个光谱。在一些实施例中，以足以分辨与原子发射相对应的电磁辐射的发射以及同位素发射、分子发射、分子同位素发射和来自不同原子的原子发射之间的光谱干扰中的一种或多种发射的光谱分辨率记录每个光谱。在一些实施例中，合适的光谱分辨率可以是至少10,000个通道(例如，至少20,000个通道、至少30,000个通道、至少40,000个通道、至少60,000个通道、至少80,000个通道、至少100,000个通道、至少200,000个通道或至少300,000个通道)，并且最多为400,000个通道或更多。例如，合适的光谱分辨率可以是40,000或67,000个通道。在本文公开的方法中使用高光谱分辨率可以分辨出精细谱线或谱带，因此可以增加最终结果的精确性。例如，当在195nm和1005nm之间的光谱窗口中使用多达400,000个通道的光谱分辨率时，可以分辨宽度约为2pm的谱线或谱带。
在使用LIBS技术在样本上的网格图案上执行多次测量的情况下，观察到，当连续激光发射之间的发射到发射间隔不是恒定的时，所测量的发射辐射包括反映非恒定间隔的信号分量。例如，当在样本表面上的64个激光发射的8×8正方形网格图案上执行测量时，网格的每一行的第一个发射的测量信号强度显著低于网格中的其他发射的测量信号强度。由于源的平移运动较长，一个网格行中的最后一个发射与下一个网格行中的第一个发射之间的时间延迟比任何网格行中的连续发射之间的时间延迟长。对于某些类别的样本和某些发射网格图案，始终观察到这种效果。为了减少和/或消除曝光图案中所有发射之间的非恒定延迟时间的影响，可以使用图案中的所有发射之间的发射到发射的延迟一致的曝光图案。在标题为“METHODS AND SYSTEMS FOR ANALYZING SAMPLES”的美国专利公开No.US 2014/0268133 A1中公开了与用于测量的发射到发射间隔和发射图案有关的附加信息，该专利公开的全部内容通过引用并入本文。
通常，数据收集的标准化是成功实现用于物理材料的分布式分类账系统的重要组成部分。对如何从不同的材料性质扫描仪收集材料信息进行标准化可以使验证服务器160能够对材料信息进行一致且精确的验证。标准化的示例是在材料性质扫描仪中使用一致的分析参数。分析参数的示例包括激光功率、选通脉冲宽度、延迟时间和积分时间。标准化的另一个示例是一致地使用惰性气体，例如氩气、氮气或氦气。这些惰性气体可以提供一致的分析环境，这有助于确保在一组大气条件(例如，烟雾弥漫的城市)下收集的数据与在另一位置(例如，原始实验室环境)中收集的数据相当。
使用校准样本是将数据收集标准化的另一种方式。校准样本(例如，固体、液体、气体)可以用于校准例如由材料性质扫描仪的光谱仪收集的波长、强度或两者。多种因素可以使得光谱仪收集的登记的波长和强度发生改变。此类因素的示例是材料性质扫描仪内部和外部的气象条件(例如，温度、湿度、压力)的改变。其他示例包括对扫描仪的物理撞击(例如，掉落、晃动)以及用于将光引导到光谱仪中的透镜或镜子的破裂。又一示例是光谱仪光栅的热膨胀或收缩。在一些实现方式中，当在持续很久的时段(例如，＞30分钟)内使用包括光谱仪的材料性质扫描仪时，监测光谱仪光栅的温度。
可以考虑多种因素来选择校准样本。在一些实现方式中，基于感兴趣的单个特性(例如，单个原子或同位素发射(例如，锂或铀的发射))来选择校准样本。在一些实现方式中，基于多个特性(例如，多个原子和/或同位素发射以及分子和分子同位素发射)来选择校准样本。在一些实现方式中，对校准样本的类型的选择是特定于应用的。合适的校准样本可以具有在收集材料信息(例如，光谱)的整个波长范围内发射的特性。例如，对于在190nm至1100nm的范围内收集材料信息的材料性质扫描仪，合适的校准样本可以具有UV和IR范围两者中的特性。
在一些实现方式中，使用单个校准样本。在一些实现方式中，使用多个校准样本。当使用多个校准样本时，可以单独或结合使用校准样本。例如，可以在诸如真空、大气或惰性气体(例如，氩气、氦气、氮气)之类的分析环境中单独分析固体材料以获得其特性。在分析环境为氩气的情况下，可以使用固体材料的特性以及氩气排放的峰值来校准波长、强度或两者。例如，可以在充有主要在光谱的IR范围中排放的气体的分析环境中使用具有UV范围中的特性的固体材料。这种组合可以实现通过单个测量而不是对多种材料进行多次单独测量来校准整个光谱仪，这是因为可以在单个测量中捕获整个获取范围内的特性。使用跨越整个光谱范围的特性执行校准可以帮助确保所获取的材料信息的完整性。
在一些实现方式中，可以使用具有不同谱线的光源(例如汞灯)来执行波长测量的校准，并且可以使用其他光源(例如卤素灯、氘-钨灯)来执行强度测量的校准。在一些实现方式中，根据特定的应用，可以使用光源以规则的间隔(例如，10分钟、30分钟、1小时、4小时、12小时)来校准材料性质扫描仪。在一些实现方式中，可以基于各种规则来执行使用校准样本的校准，例如，每个样本之前、每隔一个样本、每第5个样本、每第10个样本。
此外，尽管描述了材料性质扫描仪，但是本文描述的分布式分类账系统和技术可以包括采用各种类型的传感器技术(有源、无源或两者)来获得各种类型的材料信息的一个或多个传感器。传感器的示例包括用于测量液体的pH值的pH值传感器和DNA测序仪。
再次参考图2，首先使用扫描节点210a的材料性质扫描仪230a在位置A处对材料232进行扫描。扫描节点210a处理通过扫描产生的数据并产生材料信息227a。然后，扫描节点210a将材料信息227a发送给验证服务器160。验证服务器160验证材料信息227a是否与材料的先前条目(可以包括资产发行)中的信息相匹配，或更一般地，验证该信息与对材料232的期望(例如，如在参考库中定义的)匹配。如果验证成功，则验证服务器160提供验证信息。在一些实现方式中，验证信息是数字签名128(例如，使用验证服务器160的私钥162b对材料信息227a的至少一部分进行密码处理而得到的一组比特)。所提供的数字签名128可以稍后用于验证材料232是否在该位置已经被验证过。扫描节点210a接收数字签名128，扫描节点210a通过利用验证服务器160的公钥162a对数字签名128进行解密来验证数字签名128。当扫描节点210a完成验证时，扫描节点210a发起对包含材料信息227a和与该信息227a相关联的数字签名在内的分布式分类账条目的添加。在该示例中，条目描述材料232从位置A离开，到了位置B。随后，分布式分类账节点(例如节点110c)对所接收的分类账条目进行校验以进行添加。在一些实现方式中，校验包括通过利用验证服务器160的公钥162a对所接收的分类账条目中包含的数字签名进行解密来验证该数字签名。当所接收的分类账条目被校验了时，将其添加到区块链分类账。
可以至少基于可用于标识材料信息的信息来产生数字签名128。在一些实现方式中，由验证服务器160产生的数字签名128是使用私钥162b加密的材料信息227a。在一些实现方式中，数字签名128是根据材料信息227a的子集产生的。可以以各种方式产生材料信息227a的子集。在一些实现方式中，子集是材料信息227a中的第一预定数量个比特。在一些实现方式中，子集是材料信息227a中的最末尾的预定数量个比特。在一些实现方式中，子集是材料信息227a中的在预定比特位置处的预定数量个比特。在一些实现方式中，通过使用私钥162b对材料信息227a的哈希值进行加密来产生数字签名128。在一些实现方式中，通过使用私钥162b对指向存储材料信息227a的材料信息数据库中的条目的指针进行加密来产生数字签名128。材料信息数据库可以是例如由验证服务器160维护的私有数据库、与分布式分类账126分离的私有分布式分类账或分布式分类账126的私有部分。
在一些实现方式中，用于产生数字签名128的多种算法存储在查找表中。通常，对于不同类型的材料和/或不同的应用，材料信息227a可以具有不同的特性(例如，比特数、数据结构)。因此，针对不同类型的材料使用不同的算法来产生数字签名128会是有益的。使用不同算法的益处的示例可以包括计算效率、数字签名的更小文件大小以及哈希冲突的可能性降低。查找表中存储的算法可以包括哈希函数。查找表中存储的哈希函数的示例包括VMAC、UMAC、BLAKE-256、BLAKE-512、BLAKE2、MD2、MD4、MD5、MD6、SHA-1、SHA-224、SHA-256、SHA-384、SHA-512、SHA-3和通用单向哈希函数。
在到达位置B时，作为接收和接受过程的一部分，再次用扫描仪230b扫描材料232。扫描节点210b对通过扫描产生的数据进行处理，并产生材料信息227b(“第一信息集合”)。扫描节点210b还从来自分布式分类账126的在位置A处添加的先前分类账条目取回第二信息集合。第二信息集合包括来自位置A的材料信息227a和分类账条目中包含的相关联的数字签名。在一些实现方式中，第二信息集合可以包括针对材料的各种标准。例如，标准可以包括材料的预期当前位置。扫描节点210b通过网络140将第一信息集合和第二信息集合发送给验证服务器160，以验证所接收的材料的身份。在一些实现方式中，验证可以包括：使用公钥162a对位置A处的材料信息的数字签名进行验证；对来自位置B的材料信息227b和来自位置A的材料信息227a进行分析，以确定材料信息227a和227b这两个信息集合是否实质上相同，从而指示它们是否是相同材料的材料信息。如果验证成功，则验证服务器160提供数字签名128作为成功验证的证明。
当扫描节点210b接收到验证在位置B处接收的材料的身份的数字签名时，扫描节点210b通过利用验证服务器160的公钥162a对数字签名128进行解密来验证数字签名128。当扫描节点210b完成验证时，扫描节点210b发起对包含材料信息227b和与该信息227b相关联的数字签名在内的分布式分类账条目的添加。在该示例中，条目描述了从位置A接收材料并在位置B处接受材料。随后，分布式分类账节点(例如节点110c)对条目进行校验，如果校验成功，则将其添加到区块链。因此，通过使用区块链分类账和由材料性质扫描仪产生的材料信息，得以建立安全、精确的材料所有权和位置的链。
在某些情况下，材料可能会经历转化工艺。在这种情况下，期望记录所执行的转化工艺以通过转化工艺建立材料的可追溯性。例如，对于航天零件和军事设备中使用的材料，可追溯性很重要，因为不正确的或省略的转化工艺步骤会引起材料的灾难性损坏。
图3示出了用于经历转化工艺的材料的跟踪系统300的示例。系统300包括扫描节点210a和210b以及它们各自的材料性质扫描仪230a和230b，材料性质扫描仪230a和230b用于扫描原材料333和经处理的材料334。扫描节点210a和210b可以通过网络140连接到一个或多个分布式分类账节点110c和验证服务器160。首先，确定要用于验证的转化工艺的唯一标识特性。在一些实现方式中，将特性登记到验证服务器160。例如，可以将特性存储在由验证服务器160维护的私有数据库中，以维护唯一标识特性的机密性。特性可以包括材料的原始状态和经处理的状态之间的材料信息的差异，并且根据转化工艺的性质，所检测的差异可以跨越单个通道或多个通道。
通常，唯一标识特性可以基于化学变化、物理/结构变化或两者。可以实现唯一标识特性的转化工艺的各种示例包括：添加或去除材料(例如，单原子元素、分子、化合物)；铸造&锻造；热处理；冷加工；老化&回火；热等静压；表面处理，例如喷丸、珩磨、喷砂、介质精加工、抛光；电镀&涂覆；诸如机械加工或电火花加工(EDM)之类的加工；退火；酸洗；相变、高压流程、钝化；以及渗氮&渗碳。
转化工艺的附加示例包括增材制造工艺。例如，可以将粉末金属“打印”到航天零件上，或者可以使用三维(3D)挤压打印或其他增材制造系统和技术来打印塑料零件。转化工艺的其他示例包括添加材料以诱导化学变化、结构变化(例如，晶格或微结构的变化)或相变。可以以较大的量或较小的量执行材料添加。当以较小的量执行时，该工艺通常称为“掺杂”。通常，执行掺杂以有意地向材料添加元素或化学成分以改变材料的性质。掺杂的示例是向主材料添加少于1000ppm(百万分之几)的掺杂材料。在另一示例中，在半导体器件制造的情况下，执行掺杂以修改半导体材料的电学性质。在宝石的情况下，可以执行掺杂以改变宝石的颜色或其透明度。
在经历转化工艺之前，使用材料性质扫描仪230a对原材料333进行扫描，以产生材料信息327a。扫描节点210a使用与图2的扫描节点210a使用的过程相似的过程来发起对描述要应用于原材料333的转化工艺的分类账条目的添加。
在完成将原材料333处理为经处理的材料334时，作为接受处理的一部分，再次用材料性质扫描仪230b对经处理的材料334进行扫描。扫描节点210b对通过扫描产生的数据进行处理，并产生材料信息327b(“第一信息集合”)。扫描节点210b还从来自分布式分类账126的在转化工艺之前添加的先前的分类账条目取回第二信息集合。第二信息集合包括原材料333的材料信息327a、分类账条目中包含的相关联的数字签名以及与经处理的材料334的预期当前特性有关的一组标准。扫描节点210b通过网络140将第一信息集合和第二信息集合发送给验证服务器160，以验证转化工艺的成功完成，如经处理的材料334的材料信息327b所证明的。验证转化工艺的成功完成的方法可以取决于转化工艺的特定性质。验证方法的示例包括简单减法、偏最小二乘判别分析(PLS-DA)、主成分分析(PCA)、使用神经网络的分类和聚类分析。如果验证成功，则验证服务器160提供数字签名128作为成功验证的证明。
当扫描节点210b接收到验证转化工艺的成功完成的数字签名时，扫描节点210b使用与图2的扫描节点210b使用的过程相似的过程来验证数字签名并发起对分布式分类账条目的添加。
先前的示例描述了通过转化工艺将原材料转化为经处理的材料。然而，材料的转化还可以包括将两种或更多种原材料组合以产生一种经处理的材料(例如，产生金属合金或化学化合物)。
图4示出了用于验证物理材料并将验证事件添加到分布式数字分类账的处理400的示例的流程图。最初，计算机获得410关于待验证的物理材料的第一信息集合。例如，该信息可以是由材料性质扫描仪230a收集的材料信息227a。在一些实现方式中，该信息可以是表示物理材料的物理特性的电磁辐射的光谱的通道的数百个值，其中获得410包括照射物理材料，接收响应于照射而产生的电磁辐射的光谱，以及根据所接收的电磁辐射的光谱产生数百个值。
计算机获得420关于待验证的物理材料的第二信息集合。例如，第二信息集合可以从分布式数字分类账获得。在一些实现方式中，第二信息集合可以包括已经被添加到区块链的先前产生的材料信息以及与先前产生的材料信息相关联的数字签名。在一些实现方式中，第二信息集合可以包括指向公共或私有材料信息数据库中的材料信息条目的指针，该条目对应于待验证的物理材料。例如，该条目可以包含待验证的物理材料的先前获取的且经验证的材料信息。作为另一个示例，该条目可以包含表示待验证的物理材料的特性的参考材料信息。在分布式数字分类账包括公共分布式数字分类账和私有分布式数字分类账的实现方式中，第二信息集合可以包括指向私有分布式数字分类账中的材料信息条目的指针，该条目对应于待验证的物理材料。在一些实现方式中，第二信息集合可以包括针对材料的各种标准。标准的示例包括供应链中材料的预期当前位置和预期当前特性。
计算机将第一信息集合和第二信息集合发送430给验证计算机系统。验证服务器接收第一信息集合和第二信息集合。当验证完成时，将验证结果发送回计算机。
在一些实现方式中，完整材料信息存储在由验证服务器160维护的数据库或分布式分类账中。在这种情况下，验证服务器使用第二信息集合中包括的指针从材料信息数据库或分布式数字分类账取回完整材料信息。然后，验证服务器160基于所接收的第一信息集合和所取回的完整材料信息来执行验证操作。如果验证成功，则验证服务器将所接收的第一信息集合存储在材料信息数据库或分布式数字分类账中，并在验证信息中包括指向存储在分布式数字分类账的数据库中的第一信息集合的指针。验证信息还可以包括通过利用验证服务器160的私钥162b对指针进行加密而产生的数字签名。
计算机接收440验证信息，并确定450验证状态。例如，可以检查数字签名以确认源自验证服务器的验证信息。如果验证失败，则报告455验证失败，并且可以通过返回到获得410第一信息集合来发起验证的重试。
如果材料被验证，计算机发起460数字分类账添加。在一些实现方式中，发起可以包括向区块链分类账的其他节点广播要被添加的分类账条目。区块链分类账的节点可以产生新的区块并达成共识，这时可以将确认发送回计算机。在一些实现方式中，可以是必须由计算机将确认请求发送给区块链分类账的节点。在一些实现方式中，被添加到区块链分类账的分类账条目可以包含表示经验证的物理材料的物理特性的数百个值。在一些实现方式中，被添加到区块链分类账的分类账条目可以包含指向存储表示经验证的物理材料的物理特性的数百个值的数据库或分布式分类账条目的指针。
计算机接收470对分布式分类账添加的确认。在一些实现方式中，例如许可的区块链分类账，从受信任的校验节点接收单个确认可以充分指示分布式分类账添加。在一些实现方式中，例如未经许可的区块链分类账，可以使用最小数量的所接收的确认来提高分类账添加的确定的置信度。例如，最小数量可以被确定为系统中分布式节点的总数的百分比。例如，该百分比可以是51％、66％、75％或90％。在一些实现方式中，从分布式分类账条目的添加起追加的最小数量的区块可以用于提高分类账添加的确定的置信度。例如，添加的最小数量的区块可以是1个、3个、5个、6个或9个区块。当接收到足够的确认时，计算机报告480验证成功，从而完成验证处理。
图5示出了用于物理材料的包含智能合约在内的分布式分类账系统500的示例。分布式分类账126包括智能合约510和支付账户520。除了在物理材料验证中使用之外，基于区块链的分布式分类账技术可以扩展为涵盖涉及物理材料的合约的创建和执行。例如，可以将智能合约510作为条目添加在基于区块链的分布式分类账126中。智能合约510包括可以由特定区块链条目触发的条件、以及在满足某些条件时要执行的动作。动作通常是将支付从智能合约510的一方的支付帐户520转让到智能合约510的第二方的支付帐户520。智能合约510的条件可以是可以添加到分布式分类账126的任何分类账条目。例如，条件可以是在位置处接收经验证的材料。作为另一示例，该条件可以是确定经处理的材料334由于转化工艺的完成而具有预期特性。
考虑了智能合约的各种条件。例如，一方可能希望确保要购买的钻石源自无冲突的产地。在这种情况下，合约的执行可以基于钻石的出处的确认。作为另一个示例，购买方可能希望验证活性药物成分存在且为指定的量。在这种情况下，合约的执行可以基于对该信息的验证。在又一个示例中，购买方可以要求对已经被处理为特定标准的特定类型的金属合金(例如，镍合金)进行验证。在这种情况下，合约的执行可以基于对具有正确成分和正确处理两者的材料的验证。作为又一个示例，合约的执行可以基于对肉制品的类型和状况的确认，例如，肉制品是否是鸡肉并且鸡肉是没有抗生素的，或者肉是否是牛肉且不是马肉。在又一个示例中，对于嵌入有DNA的某些产品，合约的执行可以基于以下确认：该产品实际上用DNA进行了处理，并且该DNA具有正确的菌株。通常，合约的执行触发可以是确认材料(1)来自正确的产地，(2)包含正确的成分，(3)不包含某些成分(例如，不含抗生素、bpa(双酚A)、高果糖浆等)，(4)已经经历了正确的转化工艺，(5)包含正确的DNA痕迹，或这些项的组合。
智能合约510可以由区块链分类账的校验节点强制执行。当要添加的分类账条目参考智能合约510时，区块链分类账的校验节点通过该条目的添加来检查是否满足智能合约510的条件。如果满足条件，则校验节点执行对应的动作。在一些实现方式中，执行对应的动作可以包括发起将支付条目添加到分布式数字分类账。这种自动执行的合约称为智能合约，它们不需要中介即可强制执行合约。
在一些实现方式中，使用楔入式侧链技术为智能合约和加密货币维护单独的分布式分类账，楔入式侧链技术使多个分布式分类账能够并排运行，并且使资产能够在各个分类账之间转让。使用区块链技术的智能合约的一些商业示例包括来自以太坊基金会(Zug，Switzerland)的以太坊和来自Codius非盈利组织(Codius.org)的Codius。
给出了基于区块链的智能合约的说明性示例。参考图5，智能合约510被添加到分布式分类账126。智能合约510规定A方将材料232从位置A交付到位置B处的B方，B方将在交付时支付100美元(或等价的加密货币或代币)。在使用常规合约的情况下，A方必须将材料交付给B方，根据合约(例如，购买订单)开具账单，然后等待B方处理发票以接收应收账款。在智能合约的情况下，材料232被交付到B方，B方使用材料性质扫描仪230b扫描材料232，验证所接收的材料232的身份，并发起对分类账条目的添加。对分类账条目的添加触发智能合约510，并且在由校验节点成功校验后，区块链分类账通过将100美元从B方的支付账户520转让到A方的支付账户520来自动执行智能合约510的条款。通常，可以以各种方式执行支付。在一些实现方式中，可以使用加密货币的区块链转让来执行支付。在一些实现方式中，可以使用常规的银行转账来执行支付。
通常，参考库和材料信息数据库可以存储在分布式分类账系统的各个节点中，并且可以具有各种配置。图6示出了验证服务器600的示例。验证服务器600包括参考库610和材料信息数据库620。验证服务器600可以控制对参考库610的访问。例如，验证服务器600的操作者可以仅将新的条目添加到参考库610，以增加用于验证新材料的能力。作为另一示例，对参考库610的访问可以限于验证服务器600以及参考库610的各个贡献者。材料信息数据库620可以存储在分布式分类账交易期间获取的材料信息，例如材料信息227a、227b、327a和327b。验证服务器600可以控制对材料信息数据库620的访问。例如，对于私有材料信息数据库620，对数据库620的条目的访问可以限于验证服务器600和分布式分类账交易的各方。尽管被示出为分离的实体，但是在一些实现方式中，参考数据库610和材料信息数据库620可以被集成到单个数据库中。
通常，分布式分类账系统可以被建立为具有不同的数据结构、数据类型、交易类型、权限级别、访问控制、数据隔离等，以适应不同应用的需求。图7和图8示出了具有不同配置的分布式分类账的示例。参考图7，分布式分类账700包括公共部分710和私有部分720。公共部分710可以是包含明文信息的未加密部分，其可以由有权访问分布式分类账700的任何人处理。私有部分720可以是包含加密信息的加密部分。在一些实现方式中，每个分布式分类账条目可以具有存储在分布式分类账700的公共部分710和私有部分720中的每个部分中的数据。例如，分布式分类账条目的私有部分720可以包含材料信息227a、227b、327a或327b，而分布式分类账条目的公共部分710可以包含对应的材料信息227a、227b、327a或327b的数字签名。在该配置中，所有信息都包括在单个分布式分类账700中，并且是公共可访问的，但是对保存敏感信息(例如材料信息)的私有部分720的加密防止除了持有私有部分720的解密密钥的各方以外的其他方对私有部分720中包含的敏感信息进行处理。
参考图8，分布式分类账800包括公共分布式分类账810和私有分布式分类账820。与分布式分类账700不同，分布式分类账800含有具有不同访问级别的两个单独的分布式分类账810和820。公共分类账810可以是普遍可访问的分布式分类账，其记录各种物理材料的分布式分类账交易。私有分类账820可以是访问受控的分类账，其记录与公共分布式分类账810的条目相关联的敏感信息，例如材料信息227a、227b、327a和327b。公共分布式分类账810的条目可以包括指向私有分布式分类账820中的条目的指针。对私有分类账820的访问可以限于与分布式分类账800相关联的验证服务器和分布式分类账交易的各方，以维护敏感信息的机密性。此外，这种系统中的一些分布式分类账节点可以仅具有公共分布式分类账810的副本，并且仅被批准的分布式分类账节点的子集具有私有分类账820的副本。
在所描述的用于物理材料的各种分布式分类账系统中，由验证服务器(例如，验证服务器160和600)执行的验证处理在系统的整体操作和完整性方面起着不可或缺的作用。包含参考材料的材料信息的参考库用作身份和出处验证的基础，是验证服务器实现的验证处理的重要组成部分。由此，建立和维护全面且精确的参考库对于整个分布式分类账系统的操作非常重要。有助于将参考材料信息贡献给参考库的一种方式是：通过向验证服务器的各用户(例如，制造商、供应商和购买方)提供各种形式的奖励。
在材料供应行业中，各公司都有对其重要的材料，并且这些公司通常维护他们自己的材料数据库以认证他们自己的材料。公司可以各自具有对于他们来说是本地的他们自己的标准和验证方法，并且这些标准和方法在各公司之外不可获得。然而，公司可以通过向其他方授予对其验证方法的访问权限来受益，例如允许其验证方法能够在全球范围内执行，并提高来自世界各地的验证结果的一致性。这样，名义上的财务奖励可能足以诱使公司为参考库做出贡献。例如，对于对特定材料的每次验证操作，可以向贡献了参考材料信息和/或验证方法的一方提供特许权使用费形式的财务奖励。
可以以各种方式提供财务奖励。图9示出了具有奖励的分布式分类账系统900的示例。分布式分类账系统900包括分布式分类账910、验证服务器940以及针对物理材料执行分布式分类账交易的A方920、B方922和C方924。各方具有代币930。代币930可以通过分布式分类账910的智能合约产生和分发。代币930可以具有链接到参考库的使用的特许权。在一些实现方式中，代币持有者可以获得两种类型的奖励。首先，代币持有者接收新代币或加密货币。其次，代币持有者从特许权基金(Royalty Fund)接收特许权使用费。每次使用参考库对材料进行认证时，用户都支付一小笔费用，该费用进入特许权基金，其稍后会分发给代币持有者。可以将这些代币交换为其他代币、加密货币或法定货币，这些货币可以用于支付分布式分类账系统的运营成本，以及向对参考库做贡献的分布式分类账系统的用户提供奖励。
在一些实现方式中，可以使用两代币模型。该两代币模型与上述模型相似，但不同之处在于，现在使用两种不同类型的代币，其中，特许权代币932使特许权代币的持有者有权获得特许权使用费，而分析代币930用于支付验证服务。
在两代币模型的示例操作中，收取费用以通过与分布式分类账910相关联的验证服务器940来访问参考库。参考库可以专用于特定的材料类型，例如，钻石、咖啡豆、苹果或钢铁。分析代币用于支付分布式分类账生态系统中将来的验证服务。分析代币持有者以比针对不使用分析代币支付(例如，使用常规加密货币支付)的人使用而设置的价格实质上低得多的价格为验证进行支付。每个分析代币都允许持有者查询参考库一次。所支付的费用(包括以分析代币的形式支付的费用)减去运营成本，存储在池中，并以特许权使用费的形式分发给特许权代币持有者，例如A方920。特许权代币持有者的特许权使用费与特许权池中的代币总数成正比。因此，拥有现有所有特许权代币中的1％的代币持有者接收分发给特许权基金的特许权使用费的1％。分析代币和特许权代币两者通常是可转让的。然而，当将分析代币作为对所提供的验证服务的支付而提交时，分析代币返回为代币发行方(例如，验证服务器940的运营商)的财产。
本说明书中描述的主题和功能性操作的实施例可以在数字电子电路中或在计算机软件、固件或硬件中实现，包括在本说明书中公开的结构及其结构等同物、或其一个或多个的组合。本说明书中描述的主题的实施例可以使用编码在计算机可读介质上、用于由数据处理装置执行或控制数据处理装置的操作的计算机程序指令的一个或多个模块来实现。计算机可读介质可以是制造的产品，例如计算机系统中的硬盘驱动器或通过零售渠道出售的光盘，或者是嵌入式系统。
可以单独地获取计算机可读介质，并且随后例如通过在有线或无线网络上交付计算机程序指令的一个或多个模块而编码有计算机可读指令的一个或多个模块。计算机可读介质可以是机器可读存储设备、机器可读存储基板、存储器设备、或它们中的一个或多个的组合。
术语“数据处理装置”涵盖用于处理数据的所有装置、设备和机器，例如包括可编程处理器、计算机、或多个处理器或计算机。除了硬件以外，所述装置可以包括为所讨论的计算机程序创建运行环境的代码，例如，构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统、运行时环境或者上述各项中的一项或多项的组合的代码。此外，该装置可以采用各种不同的计算模型基础设施，例如网络服务、分布式计算和网格计算基础设施。
可以以任何形式的编程语言来写计算机程序(也称为程序、软件、软件应用、脚本或代码)，所述编程语言包括：编译或解译语言、声明或程序语言，并且可以以任何形式来部署计算机程序，包括部署为单独的程序或者部署为适合于用于计算环境的模块、组件、子例程、或者其他单元。计算机程序不是必须要与文件系统中的文件相对应。程序可以存储在保存其他程序或数据(例如，存储在标记语言文档中的一个或多个脚本)的文件的一部分中，存储在专用于所讨论的程序的单个文件中，或存储在多个协调文件(例如，存储一个或多个模块、子程序或代码的一部分的文件)中。计算机程序可以被部署为在一个计算机上或者在位于一个站点或分布在多个站点并且通过通信网络互连的多个计算机上执行。
本说明书中描述的处理和逻辑流程可以由一个或多个可编程处理器来执行，所述一个或多个可编程计算机执行一个或多个计算机程序以通过操作输入数据并且产生输出来执行功能。所述处理和逻辑流程也可以由专用逻辑电路(例如，FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路))执行，并且装置也可以实现为该专用逻辑电路。
适用于执行计算机程序的处理器包括例如通用和专用微处理器两者以及任何类型的数字计算机的任何一个或多个处理器。通常，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或者这二者接收指令和数据。计算机的必不可少的元件是用于执行指令的处理器和用于存储指令和数据的一个或多个存储器设备。通常，计算机还将包括用于存储数据的一个和或多个大容量存储设备(例如，磁盘、磁光盘或光盘)，或可操作耦接以便从所述一个或多个大容量存储设备接收数据或向其发送数据或者这两者。然而，计算机不必非要具有这些设备。此外，计算机可以嵌入在另一设备中，例如，移动电话、个人数字助理(PDA)、移动音频或视频播放器、游戏机、GPS接收机或者便携式存储设备(例如，通用串行总线(USB)闪存驱动器)，仅举几个示例。适用于存储计算机程序指令和数据的设备包括所有形式的非易失性存储器、介质和存储器设备，包括例如半导体存储设备，例如EPROM(可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)和闪存设备；磁盘(例如内部硬盘或可移动盘)；磁光盘；以及CD ROM和DVD-ROM磁盘。处理器和存储器可以由专用逻辑电路来补充或者并入到专用逻辑电路中。
为了提供与用户的交互，本说明书中描述的主题的实施例可以在具有用于向用户显示信息的显示设备(例如LCD(液晶显示器)、OLED(有机发光二极管)或其他监视器)、键盘和指点设备(例如鼠标或轨迹球，用户可以通过这些设备向计算机提供输入)的计算机上实现。其他类型的设备也可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈，例如，视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈；以及可以以任意形式(包括声音、语音或触觉输入)来接收来自用户的输入。
计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般彼此远离并且通常通过通信网络进行交互。客户端和服务器的关系通过在相应计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生。本说明书中描述的主题的实施例可以实现在计算系统中，该计算系统包括后端组件(例如，作为数据服务器)、或包括中间件组件(例如，应用服务器)、或者包括前端组件(例如，具有用户通过其可以与本说明书中描述的主题的实现进行交互的图形用户界面或者网络浏览器的客户端计算机)、或者一个或多个此类后端组件、中间件组件或前端组件的任意组合。可以通过任意形式或方式的数字数据通信(例如，通信网络)来互连系统的组件。通信网络的示例包括局域网(“LAN”)和广域网(“WAN”)、网际网(例如，互联网)和对等网络(例如，自组织对等网络)。
尽管本说明书包含许多实施细节，但是这些不应被解释为对所要求保护的范围或可以要求保护的范围的限制，而应被视为对特定于本发明的特定实施例的特征的描述。在本说明书中在分开的实施例的上下文中描述的某些特征也可以以组合的形式实现在单个实施例中。相反，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以在多个实施例中分开地实现或以任何合适的子组合的方式实现。此外，尽管特征可以在上面描述为在某些组合中起作用并且甚至最初如此要求保护，但是来自所要求保护的组合的一个或多个特征在一些情况下可以从组合中删除，并且所要求保护的组合可以针对子组合或子组合的变体。因此，除非另外明确指出，或者除非本领域普通技术人员的知识清楚地另外指出，否则上述实施例的任何特征可以与上述实施例的任何其他特征组合。
类似地，尽管在附图中以特定顺序描绘了操作，但是这不应被理解为要求这些操作以示出的特定顺序或以顺序次序执行，或者要求执行所有示出的操作来实现期望的结果。在某些情境下，多任务处理和/或并行处理会是有利的。此外，前述实施例中的各种系统组件的分离不应被理解为在所有实施例中要求这样的分离，并且应当理解，所描述的程序组件和系统通常可以集成在单个软件产品中或被打包成多个软件产品。
因此，已经对本发明的特定实施例进行了描述。其他实施例在所附权利要求的范围内。例如，在权利要求书中记载的动作可以以不同顺序来执行，并且仍然实现期望结果。

Claims (20)

1.一种方法，包括：
在与通信网络耦接的计算机处，获得关于待验证的物理材料的第一信息集合，所述第一信息集合包括响应于对所述物理材料进行照射而由所述物理材料发射的电磁辐射的光谱的通道的数百个值，所述数百个值表示所述待验证的物理材料的物理特性；
在与所述通信网络耦接的所述计算机处，获得关于所述待验证的物理材料的第二信息集合；
由所述计算机通过所述通信网络将所述第一信息集合和所述第二信息集合发送给验证计算机系统；
在所述计算机处从所述验证计算机系统接收验证信息，所述验证信息包括由所述验证计算机系统至少对能够用于标识所述第一信息集合的信息作出的数字签名；
由所述计算机发起向分布式数字分类账添加能够用于标识所述第一信息集合的所述信息和所述数字签名；
由所述计算机接收对向所述分布式数字分类账添加能够用于标识所述第一信息集合的所述信息和所述数字签名的确认；以及
响应于接收到所述确认，由所述计算机报告所述物理材料已经被验证。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，能够用于标识所述第一信息集合的所述信息是所述第一信息集合。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述电磁辐射的光谱的通道的所述数百个值包括来自所述电磁辐射的光谱的至少四万个通道的数据。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述电磁辐射的光谱的通道的所述数百个值包括来自所述电磁辐射的光谱的至少三百个通道的数据。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述电磁辐射的光谱的通道的所述数百个值指示同位素发射、分子发射、分子结构、分子同位素发射、来自所述物理材料中的不同原子的原子发射之间的光谱干扰、或它们的组合。
6.根据权利要求2所述的方法，其中，所述计算机是分析系统的一部分，其中所述数字签名是第一数字签名，并且其中：
获得所述第一信息集合包括：照射所述物理材料，接收响应于所述照射而产生的所述电磁辐射的光谱，以及根据所接收的所述电磁辐射的光谱产生所述数百个值；
获得所述第二信息集合包括从所述分布式数字分类账取回如下项：(a)响应于对所述物理材料进行的先前照射而由所述物理材料发射的所述电磁辐射的光谱的通道的先前产生的数百个值，和(b)至少所述先前产生的数百个值的第二数字签名，并使用由所述验证计算机系统使用的异步加密密钥对中的公钥部分来验证所述第二数字签名；以及
发送所述第一信息集合和所述第二信息集合包括：将所产生的所述数百个值和所述先前产生的数百个值发送给所述验证计算机系统。
7.根据权利要求6所述的方法，包括：
使用由所述验证计算机系统使用的所述异步加密密钥对中的所述公钥部分来验证所述第一数字签名；
除验证所述第一数字签名外，还检查转让的一个或多个条件被满足；以及
响应于所述检查发起对所述转让的支付。
8.根据权利要求7所述的方法，包括：从所述分布式数字分类账中的与所述第二信息集合相关联的记录中识别所述转让的所述一个或多个条件，并且其中发起对所述转让的支付包括：发起向所述分布式数字分类账进行所述添加。
9.根据权利要求2所述的方法，其中：
所述分布式数字分类账包括公共分布式数字分类账和私有分布式数字分类账，所述私有分布式数字分类账包括第一条目，所述第一条目包括所述电磁辐射的光谱的通道的所述数百个值；
获得关于所述待验证的物理材料的所述第二信息集合包括从所述公共分布式数字分类账获得所述第二信息集合，所述第二信息集合包括第二指针，所述第二指针指向所述私有分布式数字分类账中的关于所述待验证的物理材料的第二条目；
能够用于标识所述第一信息集合的所述信息的所述数字签名包括第一指针的数字签名，所述第一指针指向所述私有分布式数字分类账中的所述第一条目；以及
发起向所述分布式数字分类账添加能够用于标识所述第一信息集合的所述信息和所述数字签名包括：发起向所述公共分布式数字分类账添加所述第一指针。
10.根据权利要求2所述的方法，其中：
所述分布式数字分类账包括公共部分和私有部分，所述公共部分包括明文信息，所述私有部分包括加密信息；以及
所述第一信息集合存储在所述分布式数字分类账中的所述私有部分中，所述数字签名存储在所述分布式数字分类账中的所述公共部分中。
11.根据权利要求2所述的方法，其中，所述计算机是跟踪系统的一部分，其中所述数字签名是第一数字签名，其中获得所述第一信息集合包括接收所述数百个值，其中获得所述第二信息集合包括识别针对供应链中的当前位置处的物理材料的当前标准集合，其中发送所述第一信息集合和所述第二信息集合包括：发送所述数百个值和针对所述供应链中的所述当前位置处的所述物理材料的所述当前标准集合，并且所述方法还包括：
使用由所述验证计算机系统使用的异步加密密钥对中的公钥部分来验证所述第一数字签名；
从所述分布式数字分类账取回如下项：(a)响应于对在所述供应链中的先前位置处的所述物理材料进行的先前照射而由所述物理材料发射的所述电磁辐射的光谱的通道的先前产生的数百个值，和(b)至少所述先前产生的数百个值的第二数字签名，所述第二数字签名已被创建用于验证所述供应链中的所述先前位置处的所述物理材料；
使用由所述验证计算机系统使用的所述异步加密密钥对中的所述公钥部分来验证所述第二数字签名；以及
仅在对所述第一数字签名和所述第二数字签名两者进行了验证之后才发起向所述分布式数字分类账进行所述添加。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述供应链中的所述先前位置处的所述物理材料是未组合的原材料，并且将所述供应链中的所述当前位置处的所述物理材料与至少一种其他物理材料组合。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，能够用于标识所述第一信息集合的所述信息是第一指针，所述第一指针指向包括所述电磁辐射的光谱的通道的所述数百个值在内的第一条目。
14.根据权利要求13所述的方法，其中：
私有材料信息数据库包括包含所述第一信息集合的所述第一条目；
获得关于所述待验证的物理材料的所述第二信息集合包括从所述分布式数字分类账获得所述第二信息集合，所述第二信息集合包括第二指针，所述第二指针指向所述私有材料信息数据库中的关于所述待验证的物理材料的第二条目；
能够用于标识所述第一信息集合的信息的所述数字签名包括第一指针的数字签名，所述第一指针指向所述私有材料信息数据库中的所述第一条目；以及
发起向所述分布式数字分类账添加能够用于标识所述第一信息集合的信息和所述数字签名包括：发起向所述分布式分类账添加所述第一指针。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述私有材料信息数据库是私有分布式数字分类账。
16.根据权利要求1所述的方法，其中，能够用于标识所述第一信息集合的所述信息是所述第一信息集合的哈希。
17.一种编码计算机程序的计算机可读介质，所述计算机程序操作以使数据处理装置执行包括以下项的操作：
获得关于待验证的物理材料的第一信息集合，所述第一信息集合包括响应于对所述物理材料进行照射而由所述物理材料发射的电磁辐射的光谱的通道的数百个值，所述数百个值表示所述待验证的物理材料的物理特性；
获得关于所述待验证的物理材料的第二信息集合；
通过通信网络将所述第一信息集合和所述第二信息集合发送给验证计算机系统；
从所述验证计算机系统接收验证信息，所述验证信息包括由所述验证计算机系统至少对能够用于标识所述第一信息集合的信息作出的数字签名；
发起向分布式数字分类账添加能够用于标识所述第一信息集合的所述信息和所述数字签名；
接收对向所述分布式数字分类账添加能够用于标识所述第一信息集合的所述信息和所述数字签名的确认；以及
响应于接收到所述确认，报告所述物理材料已经被验证。
18.根据权利要求17所述的计算机可读介质，其中，所述操作包括根据权利要求2至16中的任一项所述的方法的操作。
19.一种系统，包括：
用户接口设备；以及
一个或多个计算机，操作用于与所述用户接口设备交互，且执行以下操作：
获得关于待验证的物理材料的第一信息集合，所述第一信息集合包括响应于对所述物理材料进行照射而由所述物理材料发射的电磁辐射的光谱的通道的数百个值，所述数百个值表示所述待验证的物理材料的物理特性；
获得关于所述待验证的物理材料的第二信息集合；
通过通信网络将所述第一信息集合和所述第二信息集合发送给验证计算机系统；
从所述验证计算机系统接收验证信息，所述验证信息包括由所述验证计算机系统至少对能够用于标识所述第一信息集合的信息作出的数字签名；
发起向分布式数字分类账添加能够用于标识所述第一信息集合的所述信息和所述数字签名；
接收对向所述分布式数字分类账添加能够用于标识所述第一信息集合的所述信息和所述数字签名的确认；以及
响应于接收到所述确认，报告所述物理材料已经被验证。
20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述一个或多个计算机操作用于执行根据权利要求2至16中的任一项所述的方法的操作。
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