CN111506929A - 一种结合区块链技术的产品流转标识方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种结合区块链技术的产品流转标识方法；基于产品流转过程，对每一环节中产生的电子数据，均进行签名得到电子标签，并将电子数据和电子标签合并成一记录文件，将在该记录文件中嵌入上一环节嵌套文件再次签名得到当前环节嵌套文件，将当前环节嵌套文件提交到服务器，并将当前环节嵌套文件中的关键数据写入NFC标签。本发明可有效帮助政府、企业、物流等各方提供完整数据的溯源，为审计、生产问题追究等提供简单及可被验证的证据，帮助各方厘清责任边界，建立各方之间的信任关系；人工追查风险事件效率大大提升；满足了有需要数据防伪溯源的业务(如供应链)的要求。

Description

一种结合区块链技术的产品流转标识方法
技术领域
本发明涉及一种结合区块链技术的产品流转标识方法。
背景技术
工业互联网的基础模型和技术依托于数字孪生体(Digital Twin)，虽然这个概念产生于军事领域，但很快得到了领先工业企业的认同，并投入大量资源做研究。数字孪生，有时候也用来指代将一个工厂的厂房及产线，在没有建造之前，就完成数字化模型。从而在虚拟的赛博空间中对工厂进行仿真和模拟，并将真实参数传给实际的工厂建设。而工房和产线建成之后，在日常的运维中二者继续进行信息交互。
在当代信息化设施正以势如破竹的速度普及着，数字化时代给用户、企业、政务带来种种便利的同时弊端也在一一凸显，各种网络欺诈行为也越来越多发生，例如：黑客入侵系统破坏数据或内部工作人员恶意篡改数据库数据。使得人们越来越担心数据的安全，越来越怀疑数据的真伪，数据的完整性、真实性也显得越来越宝贵。因此，关注数据的传播和演化过程也显得尤为重要，数据保护技术也应当尽快保持同步，而数据溯源是判断数据真实性的一种有效途径之一。
区块链技术可以证明数据在其生命周期内的原始性、完整性，且证明过程不依赖任何第三方的信任关系。但是如果将现有的区块链技术用于产品的生产或销售过程的数据真实性证明时，存在一个问题，就是验证者只能验证其所在节点的区块，例如产品完成生产-仓储-销售这个过程后，生产者或销售者能验证自己的生产数据或销售数据，而无法验证完整的生产-仓储-销售-消费数据，而在数据重要性越来越重要的今天，这种仅能把控局部数据的情况是无法满足需求的。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种结合区块链技术的产品流转标识方法，该结合区块链技术的产品流转标识方法通过与业务系统的无缝对接，且经过可信时间戳和KSI区块链签名的数据可有效防篡改，在此基础上，将系统数据记录在嵌套式docket数据、将部分关键数据写入到NFC中结构中，实现原始且可验证的数据完整溯源。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种结合区块链技术的产品流转标识方法；基于产品流转过程，对每一环节中产生的电子数据，均进行签名得到电子标签，并将电子数据和电子标签合并成一记录文件，将在该记录文件中嵌入上一环节嵌套文件再次签名得到当前环节嵌套文件，将当前环节嵌套文件提交到服务器，并将当前环节嵌套文件中的关键数据写入 NFC标签；上一环节嵌套文件从服务器中获取，获取时识别NFC标签中的数据并进行验证。
对于产品流转过程的第一个环节，不读取上一环节嵌套文件，不嵌入上一环节嵌套文件。
所述进行签名，是对数据进行特征值计算，然后对特征值进行无钥签名。
所述特征值是哈希值，基于哈希函数计算得到。
所述无钥签名是指，对产生的电子数据计算特征值，以特征值作为待签名的数字记录的数字组合值，采用KSI无钥签名，以签名结果作为对应于电子数据的电子标签。
所述嵌套文件是嵌套式docket数据结构。
所述电子数据记录在XDAL文件中。
所述产品流转过程包括原材料采购环节、包装材料采购环节、打包过程环节、生产环节、入库出库环节、销售环节。
本发明的有益效果在于：可有效帮助政府、企业、物流等各方提供完整数据的溯源，为审计、生产问题追究等提供简单及可被验证的证据，帮助各方厘清责任边界，建立各方之间的信任关系；人工追查风险事件效率大大提升；满足了有需要数据防伪溯源的业务(如供应链)的要求；实现简单，数据溯源有效，达到了业务的要求
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
本发明提供一种结合区块链技术的产品流转标识方法；基于产品流转过程，对每一环节中产生的电子数据，均进行签名得到电子标签，并将电子数据和电子标签合并成一记录文件，将在该记录文件中嵌入上一环节嵌套文件再次签名得到当前环节嵌套文件，将当前环节嵌套文件提交到服务器，并将当前环节嵌套文件中的关键数据写入NFC标签；上一环节嵌套文件从服务器中获取，获取时识别NFC标签中的数据并进行验证。
具体的，每一环节采取如下步骤：
①签名：对操作过程产生的电子数据进行签名，得到电子标签；
②合并：将电子标签和电子数据合并成为记录文件；
③读数：读取NFC标签上的数据，并将读取到的数据与服务器上保存的数据进行比对验证；
④嵌套：在记录文件中将服务器上前一环节的嵌套文件嵌入，生成新的嵌套文件；
⑤写入：将嵌套文件中的关键数据写入需要流转至下一环节的 NFC标签。
对于产品流转过程的第一个环节，不读取上一环节嵌套文件，不嵌入上一环节嵌套文件。
进行签名，是对数据进行特征值计算，然后对特征值进行无钥签名。
特征值是哈希值，基于哈希函数计算得到。
无钥签名是指，对产生的电子数据计算特征值，以特征值作为待签名的数字记录的数字组合值，采用KSI无钥签名，以签名结果作为对应于电子数据的电子标签。
嵌套文件是嵌套式docket数据结构。
电子数据记录在XDAL文件中。
产品流转过程包括原材料采购环节、包装材料采购环节、打包过程环节、生产环节、入库出库环节、销售环节。
KSI无钥签名采用专利CN105187218A公开的一种多核心基础设施的数字化记录签名、验证方法，具体步骤包括：
1)将签名请求发送给选取的核心服务，签名请求中包含待签名的数字记录的数字组合值；
2)网关服务器将收到的签名请求中的哈希值作为聚合计算的底层节点，对设定周期内的底层节点哈希值两两聚合得到底层节点的父节点哈希值；再对父节点哈希值逐层进行两两聚合，最终得到该网关服务器的网关哈希根值并将其发送给聚合服务器；
3)聚合服务器将收到的网关哈希根值逐层两两聚合，最终得到聚合服务器哈希根值并将其发送给与该聚合服务器连接的核心服务器；
4)核心服务器对聚合服务器哈希根值进行数据完整性的验证，验证通过后核心服务器根据聚合服务器哈希根值定期生成该核心服务器的哈希根值并对该哈希根值及其生成时间进行签名；
5)核心服务器将签名数据、核心服务器的哈希值聚合路径以及自己的服务标识返回给聚合服务器；
6)聚合服务器在该哈希值聚合路径中加入该聚合服务器哈希值聚合路径，然后将该签名数据、更新后的哈希值聚合路径和服务标识返回给网关服务器；
7)网关服务器在步骤6)更新后的哈希值聚合路径中加入该网关的哈希值聚合路径，然后将该签名数据、更新后的哈希值聚合路径和服务标识返回给该客户端；该客户端保存与签名时选择的核心服务的服务标识相对应的签名结果。
本发明的实施基于KSI无钥签名技术和XDAL语言，XDAL是一种用于实现互操作性和模式分析的可扩展性语言；KSI签名是电子数据的标签，提供可信时间戳和防数据被篡改功能。
节点包括产品在整个生命周期内(从产生、传播到消亡)的各个业节点，例如一个产品从生产到流通到销售到消费者使用的全部环节，在第1个节点执行签名步骤；在第2个节点执行签名步骤和初始嵌套步骤；在第i个节点执行循环嵌套步骤，将第i-1个节点的嵌套文件嵌入第i个节点的记录文件得到第i个节点的嵌套文件；从任何一个节点都可以获取最后一个节点的嵌套文件。
更具体的:操作节点产生的数据记录在XDAL文件里，XDAL文件中包含数据、属性及输入方式等信息，利用KSI签名保护其原始性、完整性和时间证明，并生成一个docket，docket是一种基于XDAL语言的构造，包含XML文件和KSI签名。下一个节点产生数据后，同样方法生成新的docket，并将新的docket嵌套在上一个docket(类似俄罗斯套娃模式)，最终形成一个可追溯的嵌套链。因此，实际上本发明是实现了两个链结构，一个是基于KSI的区块链结构，一个是基于操作节点顺序的文件嵌套链结构。
嵌套式docket实现数据溯源流程步骤如下：
1、首先，第一个操作节点产生的数据，通过KSI签名验证，保障数据是原始的、完整且可信时间戳，得到数据的电子指纹标签；
2、经过KSI签名后的数据，由客户端传给docket后台生成一个XML 文件；XML文件经过KSI签名，并把KSI签名加入该XML文件，生成新的 XML文件称之为docket；
4、第二个操作节点产生的数据，重复1、2步骤后，得到新的XML 文件；然后旧的docket嵌入新的XML文件里，再经过KSI签名，并把KSI 签名加入该XML文件，生成新的XML文件成为第二个docket；
5、重复循环以上步骤，不断生成新的docket，直到业务流程的结束。
通过以上步骤可以发现，新生成的docket记录了新节点产生的数据和包含了前面所有节点的docket数据，也就是数据通过这种不断嵌套的逻辑关系，最终形成的嵌套式的链，完整记录了数据在整个生命周期内的演变过程，达到数据溯源的效果。但是利用Docket的嵌套数据结构记录数据，当嵌套Docket数据层级过于庞大时，若读取所有 Docket里的数据，则会因Docket数据结构和性能限制，读取数据的耗时会有所增加，因此不可能在NFC标签中写入全部Docket数据，而只能根据实际业务情况，将业务关联的关键数据写入NFC标签，例如原材料采购环节的关键数据为采购人、采购产品名称、采购产品型号、采购产品数量。
作为本发明的一种典型应用场景，服务器根据用户的不同设置不同的权限，供应商经扫码步骤后执行检测和发货操作，检测后执行签名步骤，发货执行签名步骤和嵌套步骤；
批发商经扫码步骤后执行仓储和销售操作，仓储或销售后执行签名步骤和嵌套步骤；
零售商经扫码步骤后执行收货和销售操作，仓储或销售后执行签名步骤和嵌套步骤；
消费者扫描后执行登记和举报操作，仓储或销售后执行签名步骤和嵌套步骤，在验证步骤中调出商品最新的嵌套文件，生成可视化信息或查看原始文件，验证区块链信息。

Claims (8)

1.一种结合区块链技术的产品流转标识方法，其特征在于：基于产品流转过程，对每一环节中产生的电子数据，均进行签名得到电子标签，并将电子数据和电子标签合并成一记录文件，将在该记录文件中嵌入上一环节嵌套文件再次签名得到当前环节嵌套文件，将当前环节嵌套文件提交到服务器，并将当前环节嵌套文件中的关键数据写入NFC标签；上一环节嵌套文件从服务器中获取，获取时识别NFC标签中的数据并进行验证。
2.如权利要求1所述的结合区块链技术的产品流转标识方法，其特征在于：对于产品流转过程的第一个环节，不读取上一环节嵌套文件，不嵌入上一环节嵌套文件。
3.如权利要求1所述的结合区块链技术的产品流转标识方法，其特征在于：所述进行签名，是对数据进行特征值计算，然后对特征值进行无钥签名。
4.如权利要求3所述的结合区块链技术的产品流转标识方法，其特征在于：所述特征值是哈希值，基于哈希函数计算得到。
5.如权利要求3所述的结合区块链技术的产品流转标识方法，其特征在于：所述无钥签名是指，对产生的电子数据计算特征值，以特征值作为待签名的数字记录的数字组合值，采用KSI无钥签名，以签名结果作为对应于电子数据的电子标签。
6.如权利要求1所述的结合区块链技术的产品流转标识方法，其特征在于：所述嵌套文件是嵌套式docket数据结构。
7.如权利要求1所述的结合区块链技术的产品流转标识方法，其特征在于：所述电子数据记录在XDAL文件中。
8.如权利要求1所述的结合区块链技术的产品流转标识方法，其特征在于：所述产品流转过程包括原材料采购环节、包装材料采购环节、打包过程环节、生产环节、入库出库环节、销售环节。
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