CN111401730A - 一种基于智能合约和物联网技术的供应链系统与构架 - Google Patents

一种基于智能合约和物联网技术的供应链系统与构架 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于智能合约和物联网技术的供应链系统与构架，包括物联网模块、智能合约模块、区块链模块、证书中心模块和供应链模块，其特征在于：以智能合约模块为中心构建供应链系统与构架，所述的物联网模块、区块链模块、供应链模块三者经智能合约模块设有双通道的电连接，所述的证书中心模块分别与物联网模块、供应链模块之间设有单通道的电连接。本发明的基于智能合约和物联网技术的供应链系统与构架，依托智能合约技术下的物权金融服务不仅适用于实物产品，同时也适用于服务类产品，如住宿，餐饮，养生，培训等，但是这些服务型企业必须具有社会知名度，其产品价值和品质得到社会认同，并且在第三方知名互联网平台有较好的消费数据。

Description

一种基于智能合约和物联网技术的供应链系统与构架
技术领域
本发明涉及物联网供应以及交易系统，具体是指一种基于智能合约和物联网技术的供应链系统与构架。
背景技术
随着经济的不断发展，我国的科技生产力不断地提高，物权金融服务是随着易货交易的兴起而诞生的金融服务，它与传统物权质押获取银行贷款不同，它是基于平台信用及物权在流转交易状态中价值评估而获得平台易货额度的授信。
物权是易货交易的根本，许多中小企业在经济恶劣的形势下，资金缺乏，但是库存不缺，兑货平台就是利用企业的库存完成物权金融服务，为中小企业赋能，用易货交易解决企业流动性和生存问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对以上问题提供一种基于智能合约和物联网技术的供应链系统与构架。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种基于智能合约和物联网技术的供应链系统与构架，包括物联网模块、智能合约模块、区块链模块、证书中心模块和供应链模块，其特征在于：以智能合约模块为中心构建供应链系统与构架，所述的物联网模块、区块链模块、供应链模块三者经智能合约模块设有双通道的电连接，所述的证书中心模块分别与物联网模块、供应链模块之间设有单通道的电连接。
本发明与现有技术相比的优点在于：本发明的基于智能合约和物联网技术的供应链系统与构架，依托智能合约技术下的物权金融服务不仅适用于实物产品，同时也适用于服务类产品，如住宿，餐饮，养生，培训等等，但是这些服务型企业必须具有社会知名度，其产品价值和品质得到社会认同，并且在第三方知名互联网平台有较好的消费数据。
所述的物联网模块负责读取产品的二维码、RFID或NFC，获取产品信息，之后将产品信息、供应链系统各主体的相关数据，包括公开数据和使用证书中心提供的公钥加密后的隐私数据，一起通过智能合约模块将数据上传到区块链模块，作为整个供应链系统的数据来源。
所述的物联网模块实现的功能是：供应商、制造商、运输商、零售商等供应链系统的各主体，根据自己的特性，选择二维码、RFID、NFC中的一种扫描设备扫描产品后，系统将自动获取产品的信息，获取的产品信息包括产品名称、产品型号等；之后将产品信息与供应链各主体提交的相关数据，包括各主体的公司名称、公司地址、原材料来源、制造加工时间、制造加工地点、运输起始时间、到达时间、销售地点、上架时间等公开数据，及通过证书中心模块的公钥加密后的各主体公司法人、产品内部型号、内部生产数据、完税证明等隐私数据，通过智能合约模块提供的接口，上传保存到区块链模块中，作为整个供应链系统的数据源。
所述的智能合约模块负责提供交互接口，包括合约生成和合约执行两个子模块：合约生成子模块负责将各主体共同制定的智能合约代码提交存储到区块链模块中；当有上传、查询等操作时，合约执行子模块负责运行智能合约代码。
所述的智能合约模块负责提供交互接口，分为合约生成和合约执行两个子模块，合约生成子模块负责将智能合约代码提交到区块链模块中进行存储；合约执行子模块负责运行智能合约代码，实现从区块链模块中存储或查询数据的功能。
所述的区块链模块是整个系统的核心技术部分，实现两部分功能，一是将智能合约模块生成的智能合约代码存储到区块链中，作为智能合约模块调用的基础；二是根据智能合约模块的调用程序，存储和查询区块链模块中的数据。
所述的区块链模块是整个系统的核心部分，模块应用区块链技术，实现存储智能合约代码、根据智能合约程序存储数据和查询数据的功能，同时区块链是以区块为单位的链状数据块结构，每隔固定的时间就会生成新的区块，区块链中的每一个区块记录了在创建时间内产生的所有数据。应用这一特性，本模块将供应链系统的智能代码和各个主体的数据，永久的存储在区块链中，区块链使用区块头的哈希值作为区块的唯一标识，存储在下一个区块的区块头“上一区块头的哈希值”字段中，通过记录区块头的哈希值，形成了一条从最新区块追溯到第一个区块的数据链条，保证了供应链系统可以追溯查找各个主体在每一个时间阶段的数据；此外，区块体的“数据的哈希值”字段记录了在此区块的时间阶段内各主体的每条数据的哈希值，保证了供应链系统中各主体的每条数据都可以追溯；通过区块链的这两个部分，使供应链系统的数据可追溯，便于追责和监管。
所述的证书中心模块负责生成公钥、私钥和版本号，提供给物联网模块和供应链模块使用。
所述的证书中心模块负责生成公钥和私钥，分别提供给物联网模块和供应链模块。为提高系统的安全性，公钥和私钥将定时更新，每次更新时会生成新的密钥版本号，密钥版本号也将同时提供给物联网模块和供应链模块。
所述的供应链模块分为面向主管部门的监管子模块和面向各主体和消费者的公共查询子模块，模块通过调用智能合约模块的合约程序，从区块链模块中查询数据，返回查询结果，其中隐私数据使用证书中心提供的私钥进行解密后查看。
所述的供应链模块分为面向主管部门的监管子模块、面向各主体和消费者的公共查询子模块等两个子模块。模块通过调用智能合约模块，从区块链模块中查询数据，提供给主管部门、供应商、制造商、运输商、零售商及消费者。
附图说明
图1是一种基于智能合约和物联网技术的供应链系统与构架的系统整体架构图。
图2是一种基于智能合约和物联网技术的供应链系统与构架的区块链模块单个区块数据结构图。
图3是一种基于智能合约和物联网技术的供应链系统与构架的区块链模块存储业务流程图。
图4是一种基于智能合约和物联网技术的供应链系统与构架的合约执行子模块业务流程图。
图5是一种基于智能合约和物联网技术的供应链系统与构架的证书中心模块隐私数据的加解密流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
本发明在具体实施时，一种基于智能合约和物联网技术的供应链系统与构架，包括物联网模块、智能合约模块、区块链模块、证书中心模块和供应链模块，其特征在于：以智能合约模块为中心构建供应链系统与构架，所述的物联网模块、区块链模块、供应链模块三者经智能合约模块设有双通道的电连接，所述的证书中心模块分别与物联网模块、供应链模块之间设有单通道的电连接。
所述的物联网模块负责读取产品的二维码、RFID或NFC，获取产品信息，之后将产品信息、供应链系统各主体的相关数据，包括公开数据和使用证书中心提供的公钥加密后的隐私数据，一起通过智能合约模块将数据上传到区块链模块，作为整个供应链系统的数据来源。
所述的物联网模块实现的功能是：供应商、制造商、运输商、零售商等供应链系统的各主体，根据自己的特性，选择二维码、RFID、NFC中的一种扫描设备扫描产品后，系统将自动获取产品的信息，获取的产品信息包括产品名称、产品型号等；之后将产品信息与供应链各主体提交的相关数据，包括各主体的公司名称、公司地址、原材料来源、制造加工时间、制造加工地点、运输起始时间、到达时间、销售地点、上架时间等公开数据，及通过证书中心模块的公钥加密后的各主体公司法人、产品内部型号、内部生产数据、完税证明等隐私数据，通过智能合约模块提供的接口，上传保存到区块链模块中，作为整个供应链系统的数据源。
所述的智能合约模块负责提供交互接口，包括合约生成和合约执行两个子模块：合约生成子模块负责将各主体共同制定的智能合约代码提交存储到区块链模块中；当有上传、查询等操作时，合约执行子模块负责运行智能合约代码。
所述的智能合约模块负责提供交互接口，分为合约生成和合约执行两个子模块，合约生成子模块负责将智能合约代码提交到区块链模块中进行存储；合约执行子模块负责运行智能合约代码，实现从区块链模块中存储或查询数据的功能。
所述的区块链模块是整个系统的核心技术部分，实现两部分功能，一是将智能合约模块生成的智能合约代码存储到区块链中，作为智能合约模块调用的基础；二是根据智能合约模块的调用程序，存储和查询区块链模块中的数据。
所述的区块链模块是整个系统的核心部分，模块应用区块链技术，实现存储智能合约代码、根据智能合约程序存储数据和查询数据的功能，同时区块链是以区块为单位的链状数据块结构，每隔固定的时间就会生成新的区块，区块链中的每一个区块记录了在创建时间内产生的所有数据。应用这一特性，本模块将供应链系统的智能代码和各个主体的数据，永久的存储在区块链中，区块链使用区块头的哈希值作为区块的唯一标识，存储在下一个区块的区块头“上一区块头的哈希值”字段中，通过记录区块头的哈希值，形成了一条从最新区块追溯到第一个区块的数据链条，保证了供应链系统可以追溯查找各个主体在每一个时间阶段的数据；此外，区块体的“数据的哈希值”字段记录了在此区块的时间阶段内各主体的每条数据的哈希值，保证了供应链系统中各主体的每条数据都可以追溯；通过区块链的这两个部分，使供应链系统的数据可追溯，便于追责和监管。
所述的证书中心模块负责生成公钥、私钥和版本号，提供给物联网模块和供应链模块使用。
所述的证书中心模块负责生成公钥和私钥，分别提供给物联网模块和供应链模块。为提高系统的安全性，公钥和私钥将定时更新，每次更新时会生成新的密钥版本号，密钥版本号也将同时提供给物联网模块和供应链模块。
所述的供应链模块分为面向主管部门的监管子模块和面向各主体和消费者的公共查询子模块，模块通过调用智能合约模块的合约程序，从区块链模块中查询数据，返回查询结果，其中隐私数据使用证书中心提供的私钥进行解密后查看。
所述的供应链模块分为面向主管部门的监管子模块、面向各主体和消费者的公共查询子模块等两个子模块。模块通过调用智能合约模块，从区块链模块中查询数据，提供给主管部门、供应商、制造商、运输商、零售商及消费者。
本发明的工作原理：本发明的基于智能合约和物联网技术的供应链系统与构架借助物联网中的二维码、RFID和NFC实现供应链各主体数据的自动化上传；利用区块链和智能合约，完整保存了整个供应链各主体的数据，保证了数据公开透明、可追溯且不可篡改，同时兼顾了隐私数据的加密保护；并针对不同用户提供了不同程度的数据查询功能。通过这些优化和改进，使供应链系统更加自动化、更加安全可信，便于监管溯源。
智能合约是一种用计算机语言取代法律语言去记录条款的合约，可视作一段部署在区块链上可自动运行的程序，其涵盖的范围包括编程语言、编译器、虚拟机、事件、状态机、容错机制等。
本系统中的智能合约模块，应用基于区块链技术的智能合约，合约代码、执行过程、执行结果对供应链各主体均公开透明，且结果不可篡改，提升了系统的可信度，有利于监管和溯源管理。
系统采用了专门用于以太坊的Solidity语言，Solidity语言可以实现供应链、记账、购物等各种类型的智能合约；以太坊提供了Json-RPC、JavaScript、geth等多种接口供外部程序调用，本系统采用了Json-RPC接口。
并对上述区块链模块的数据结构做了优化修改，增加了1个Merkle Patricia类型的状态树(state root)，在此状态树中最重要的是增加了“合约代码的哈希值”(CODEHASH)字段，用以存储合约代码地址，本系统的物联网模块和供应链模块根据此地址来调用合约程序。
合约生成子模块负责将智能合约代码存储到区块链模块中。智能合约代码由供应链系统的各主体共同制定，格式分为结构体和函数两部分，结构体记录了产品信息和供应链系统各主体的相关数据，包括公开数据和隐私数据；函数提供了对外操作的接口代码，比如存储、查询接口。
合约代码制定后，本模块负责通过系统的授权节点将智能合约代码部署到区块链模块上，存储在“合约代码哈希值”(CODEHASH)字段上。
合约执行子模块的业务流程是：某个节点的供应链模块或物联网模块通过以太坊的Json-RPC接口来执行合约生成子模块中生成的智能合约；同时，其他各个节点也会执行此智能合约，各节点执行智能合约是相互独立的；当各节点执行完毕后，将彼此验证结果是否一致；验证通过后，系统会将执行的结果返回给供应链模块或者物联网模块，也会将此结果存入到各节点的区块链中。
隐私数据的加解密流程是：证书中心生成公钥、私钥和密钥版本号后，将公钥和密钥版本号推送到物联网模块，同时将私钥和密钥版本号以离线方式发送给供应链模块中的监管子模块；物联网模块使用公钥将隐私数据加密，加密后将隐私数据和密钥版本号通过智能合约模块上传；主管部门可以通过供应链模块的监管子模块，使用密钥版本号对应的私钥进行解密，查看隐私数据。
供应链模块分为面向主管部门的监管子模块、面向各主体和消费者的公共查询子模块等两个子模块，其中面向主管部门的监管子模块通过调用智能合约模块中的queryAllSupplyChain()接口得到公开数据和加密的隐私数据，使用私钥对隐私数据进行解密，使主管部门既能得到供应链系统的公开数据，也能得到各主体的隐私数据，提升了监管力度，实现了数据透明和隐私保护之间的平衡。
供应链系统的各主体和消费者使用公共查询子模块，通过调用智能合约模块中的queryPublicSupplyChain()接口查询公开的数据，比如供应商数据、运输商数据、制造商数据等。由于本系统利用了区块链的特性，各节点的数据完全相同且无法篡改，因此查询结果可信可靠，可用于溯源和举证追责；系统利用了区块链的多节点部署机制，因此不存在单节点故障问题，能满足大量用户的查询请求。此外，即使有用户想要查看其他主体的隐私数据，由于缺少私钥也无法解密，保证了隐私数据的安全性。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”，“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种基于智能合约和物联网技术的供应链系统与构架，包括物联网模块、智能合约模块、区块链模块、证书中心模块和供应链模块，其特征在于：以智能合约模块为中心构建供应链系统与构架，所述的物联网模块、区块链模块、供应链模块三者经智能合约模块设有双通道的电连接，所述的证书中心模块分别与物联网模块、供应链模块之间设有单通道的电连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于智能合约和物联网技术的供应链系统与构架，其特征在于：所述的物联网模块负责读取产品的二维码、RFID或NFC，获取产品信息，之后将产品信息、供应链系统各主体的相关数据，包括公开数据和使用证书中心提供的公钥加密后的隐私数据，一起通过智能合约模块将数据上传到区块链模块，作为整个供应链系统的数据来源。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于智能合约和物联网技术的供应链系统与构架，其特征在于：所述的物联网模块实现的功能是：供应商、制造商、运输商、零售商等供应链系统的各主体，根据自己的特性，选择二维码、RFID、NFC中的一种扫描设备扫描产品后，系统将自动获取产品的信息，获取的产品信息包括产品名称、产品型号等；之后将产品信息与供应链各主体提交的相关数据，包括各主体的公司名称、公司地址、原材料来源、制造加工时间、制造加工地点、运输起始时间、到达时间、销售地点、上架时间等公开数据，及通过证书中心模块的公钥加密后的各主体公司法人、产品内部型号、内部生产数据、完税证明等隐私数据，通过智能合约模块提供的接口，上传保存到区块链模块中，作为整个供应链系统的数据源。
4.根据权利要求1所述的一种基于智能合约和物联网技术的供应链系统与构架，其特征在于：所述的智能合约模块负责提供交互接口，包括合约生成和合约执行两个子模块：合约生成子模块负责将各主体共同制定的智能合约代码提交存储到区块链模块中；当有上传、查询等操作时，合约执行子模块负责运行智能合约代码。
5.根据权利要求1或4所述的一种基于智能合约和物联网技术的供应链系统与构架，其特征在于：所述的智能合约模块负责提供交互接口，分为合约生成和合约执行两个子模块，合约生成子模块负责将智能合约代码提交到区块链模块中进行存储；合约执行子模块负责运行智能合约代码，实现从区块链模块中存储或查询数据的功能。
6.根据权利要求1所述的一种基于智能合约和物联网技术的供应链系统与构架，其特征在于：所述的区块链模块是整个系统的核心技术部分，实现两部分功能，一是将智能合约模块生成的智能合约代码存储到区块链中，作为智能合约模块调用的基础；二是根据智能合约模块的调用程序，存储和查询区块链模块中的数据。
7.根据权利要求1所述的一种基于智能合约和物联网技术的供应链系统与构架，其特征在于：所述的证书中心模块负责生成公钥、私钥和版本号，提供给物联网模块和供应链模块使用。
8.根据权利要求1或7所述的一种基于智能合约和物联网技术的供应链系统与构架，其特征在于：所述的证书中心模块负责生成公钥和私钥，分别提供给物联网模块和供应链模块。为提高系统的安全性，公钥和私钥将定时更新，每次更新时会生成新的密钥版本号，密钥版本号也将同时提供给物联网模块和供应链模块。
9.根据权利要求1所述的一种基于智能合约和物联网技术的供应链系统与构架，其特征在于：所述的供应链模块分为面向主管部门的监管子模块和面向各主体和消费者的公共查询子模块，模块通过调用智能合约模块的合约程序，从区块链模块中查询数据，返回查询结果，其中隐私数据使用证书中心提供的私钥进行解密后查看。
10.根据权利要求1或9所述的一种基于智能合约和物联网技术的供应链系统与构架，其特征在于：所述的供应链模块分为面向主管部门的监管子模块、面向各主体和消费者的公共查询子模块等两个子模块。模块通过调用智能合约模块，从区块链模块中查询数据，提供给主管部门、供应商、制造商、运输商、零售商及消费者。
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CN113435907A (zh) * 2021-06-18 2021-09-24 山东省计算中心（国家超级计算济南中心） 一种轴承保持架供应链追溯方法及系统

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