CN111612483A - 基于去中心化与中心化协作的茶叶可信追溯系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于去中心化与中心化协作的茶叶可信追溯系统。本发明重构数据库模型，采用分布式关系数据库和区块链数据存储协同的技术，建立出一种具备分布式存储、协同验证存储、数据扫描监控、数据回滚、自身信用评价的新型溯源系统，完成系统分布式存储且难以篡改。基于内存数据库的多任务时对区块分块扫描，更快地扫描区块链中系统交易数据信息。记录与上报系统删除与篡改行为，可通过制定合理的规则统计出某一段时间内系统的可信任程度，并为该系统这段时间的安全性进行评分，从而告知用户采用区块链技术本身具有数据防篡改的特性，且系统自身也具有可信任度。解决了传统茶叶追溯信息系统自身的信用机制问题。

Description

基于去中心化与中心化协作的茶叶可信追溯系统

技术领域

本发明实施例涉及计算机领域，尤其涉及基于去中心化与中心化协作的茶叶可信追溯系统。

背景技术

传统的溯源技术在理论上保障了溯源产品安全，传统溯源技术的中心化根深蒂固，需要介入各权威组织以及政府机构，以此作为第三方信任中介，完成溯源。应用传统的溯源技术的传统茶叶追溯系统，仍然存在以下问题：

1、传统茶叶追溯系统存在中心化的问题，不仅影响系统运行效率，中心服务器的安全也变得尤为重要。

2、传统茶叶追溯系统存在数据易受篡改的问题。

3、传统茶叶追溯信息系统存在数据完整性得不到验证的问题。

4、传统茶叶追溯信息系统无法快速处理海量的数据，存在处理速度慢的问题。

5、传统茶叶追溯信息系统的可信任度对用户是不可知的，无法评估系统是否足够可信。

区块链因去中心化、难篡改、线性存储的特性，作为一个新兴的技术发展方向和产业发展领域，但是目前还未出现将区块链应用于茶叶追溯系统，以解决上述问题的技术方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种基于去中心化与中心化协作的茶叶可信追溯系统，用以解决传统茶叶追溯系统存在的中心化问题、数据易受篡改的问题以及数据完整性得不到验证的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种基于去中心化与中心化协作的茶叶可信追溯系统，包括：多个子业务系统、数据统一交换接口、路由入口以及数据存储系统；其中，每个子业务系统都基于统一的系统架构定制化开发并实现；

其中，所述多个子业务系统包括：茶叶溯源管理系统、交易监测系统、二维码管理系统、批处理系统、标准业务编号系统以及数据篡改上报系统；其中，所述茶叶溯源管理系统用于实现茶叶的系列管理流程；所述交易监测系统用于监听区块链交易成交情况并反馈至所述茶叶溯源管理系统；所述二维码管理系统用于实现用户对茶叶产品信息的追溯；

所述批处理系统用于定时分任务扫描区块，与关系数据库比对数据的一致性，从而记录用户篡改数据的行为；以及，在扫描到异常数据时，上报相关信息到所述数据篡改上报系统上；

所述标准业务编号系统用于提供根据业务需要的可定制化编号规则以及外部系统向其请求编号时提供相应的编号；

所述数据篡改上报系统用于记录异常数据相关信息。

可选地，所述数据统一交换接口提供系统的对外数据交换功能，以便于通过系统认证的外围系统访问所需的业务系统数据。

可选地，所述路由入口用于将具体业务请求路由指定的业务子系统中，所述路由入口是一个前端高性能负载调度器集群，用于提高系统的伸缩性以及防止单点故障。

可选地，所述数据存储系统由三种存储方式构成，包括关系数据库、区块链以及内存数据库。

可选地，所述数据存储系统的存储流程为：

在系统中将用户依次提交茶叶的每个流程数据存入到所述关系数据库中；其中，用户依次提交茶叶的每个流程数据包括：数据编号以及相关流程数据；

在用户核验所述流程数据无误的下，依次将所述关系数据库中的流程数据作为交易提交至区块链中，其中，交易包括：记录编号、核心数据、交易Hash以及上一个流程的TransHash；其中，在每个流程数据以交易的形式提交至区块链之前，验证上一流程是否完成，如果交易未完成，则不允许提交，如果交易完成，则在提交时携带上一流程的TransHash；

利用区块链通过矿工挖矿的形式将交易数据打包，并监听打包完成的动作，并反馈给所述关系数据库，以使得所述关系数据库记录当前交易的TransHash。

可选地，所述茶叶可信追溯系统的数据扫描与数据恢复流程为：

所述批处理系统获取区块链的当前区块总数量，根据任务扫描规则，定义出需要扫描的区块的宽度，并记录为区块组[起，止]，检测所述内存数据库中是否缓存了该区块组的信息，如果有定义并且扫描时间还在有效期内，则结束扫描，如果未定义或者扫描时间已超时，则重新扫描；

从区块组起扫描到区块组止，获取到块中每一笔交易，并通过交易中的交易编号反查所述内存数据库中的数据，如果所述内存数据库中查询不到该数据，表示数据被恶意删除，则记录并上报该笔数据信息，并对所述内存数据库数据进行回滚；

如果所述内存数据库中查询到该数据，则通过Hash计算所述关系数据库中的数据的Hash，如果与区块Hash不一致，表示数据有篡改行为，则记录并上报该笔数据信息，并对所述内存数据库数据进行回滚，进行下一次扫描；如果Hash一致，则说明数据正常，进行下一次扫描；

扫描完成后将相关统计信息记录至所述内存数据库。

可选地，所述茶叶可信追溯系统的茶叶信息溯源的流程为：

识别到用户扫描的二维码中带有的产品编号与TransHash；

通过所述TransHash查询区块链交易数据以及交易数据中的上一Trashash，以追溯完成所有茶叶流程数据，将区块中所有流程数据根据条件在所述关系数据库中查询，如果所述关系数据库不存在以及数据比对不一致，则进行记录，并在溯源流程完成后将查询情况展示给用户。

可选地，所述茶叶可信追溯系统的数据验证的流程为：

识别到用户扫描的二维码中带有的产品编号与TransHash；

通过所述Trashash及所述产品编号，查询所述内存数据库中是否有效的评分记录；

如果有，则直接反馈至用户；

如果没有，则收集到溯源流程的起止区块，在所述内存数据库中查询所属的区块组[起，止]，扫描可疑情况，并根据评分规则对该区块组进行评分，评估该段时间内系统的可信任程度，将相关信息记录到所述内存数据库中并反馈至用户。

可选地，还包括：数据上传/下载系统，所述数据上传/下载系统服务于物联网采集系统上传数据以及第三方机构检测下载茶叶溯源数据。

可选地，还包括：用户访问认证系统，所述用户访问认证系统用于集中授权第三机构用户访问所述茶叶可信追溯系统的相关信息。

本发明的有益效果如下：

1、本发明建立一种基于区块链的去中心化追溯信息系统，将追溯环节的信息提供者纳入追溯系统中，系统数据采集工作分配到每一个环节实际操作者或单位负责，每一个环节实际操作者或单位对应区块链上一个节点，共同维护一份数据，解决了传统茶叶追溯系统存在的中心化的问题。

2、本发明重构追溯系统数据层，将产品供应链中核心单位单独维护的关系型数据库改进成由区块链与关系型数据库共同组成。存储在区块链中的节点数据采取单向哈希算法，每个新产生的区块严格按照时间线性顺序推进，时间的不可逆性导致任何试图入侵篡改区块链内数据信息的行为都很容易被追溯，导致被其他节点的排斥，从而可以限制相关不法行为，解决了传统茶叶追溯系统存在的数据易受篡改的问题。

3、本发明建立数据完整性验证机制，将数据分布式记录和存储，所有参与节点都进行记录和存储，而非由一个中心化的机构集中记录。每个节点都存储数据或者数据指纹，用户查看时同时调取数据库和区块链数据，进行一致性和完整性对比验证，解决了传统茶叶追溯系统存在的数据完整性得不到验证的问题。

4、本发明建立系统自身的信用评价体系，与区块链结合的茶叶可信追溯系统在扫描区块链全链并比对数据后可形成中心化数据库恶意篡改记录，利用该记录，对系统的数据组(区块组)可信度进行评分，从而获得用户的认可与信任，解决了传统茶叶追溯信息系统自身的信用机制问题。

5、本发明重构了溯源系统的数据存储体系，采用分布式关系数据库和区块链数据存储协同的技术，建立出一种具备分布式存储、协同验证存储、数据扫描监控、数据回滚、自身信用评价的新型溯源系统，解决了传统溯源技术的系统安全和数据安全问题，为保障食品安全提供了一套全社会可信的食品安全管理技术方案。

6、本发明提供了一种基于区块链的茶叶可信追溯系统，完成从土地到茶杯的茶叶供应链每个环节的信息可信化、透明化、完整化、可追溯化存储。基于区块链区块线性推进存储数据的技术特性，结合关系型数据库的分布式存储，重构数据库模型，完成系统分布式存储且难以篡改。同时在数据查询验证时，将读入区块链中的不可逆时间与关系数据库的存储时间实时比对，保证数据的完整性以及数据一致性。在保证完整茶叶供应链信息真实记录后，将有效确保信息安全且可信追溯。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是本发明实施例提供的一种基于去中心化与中心化协作的茶叶可信追溯系统的示意图；

图2是本发明实施例中数据存储系统的存储流程的示意图；

图3是本发明实施例中数据存储系统的存储流程的另一示意图；图4是本发明实施例中茶叶可信追溯系统的数据扫描与数据恢复流程的示意图；

图5是本发明实施例中茶叶可信追溯系统的茶叶信息溯源及数据验证流程的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种基于去中心化与中心化协作的茶叶可信追溯系统。本发明完成从土地到茶杯的茶叶供应链每个环节的信息可信化、透明化、完整化、可追溯化存储。基于区块链区块线性推进存储数据的技术特性，结合关系型数据库的分布式存储，重构数据库模型，完成系统分布式存储且难以篡改。同时在数据查询验证时，将读入区块链中的不可逆时间与关系数据库的存储时间实时比对，保证数据的完整性以及数据一致性。在保证完整茶叶供应链信息真实记录后，将有效确保信息安全且可信追溯。

基于此，本发明利用区块链技术结合传统追溯系统，创建基于区块链的茶叶可信追溯系统，解决了传统茶叶追溯系统数据不安全、易篡改、中心化、无验证机制等问题。进一步地，本发明引入数据验证和数据回滚机制，有效地保护了茶叶供应链的完整溯源信息。进一步地，本发明通过内置批处理系统，实时扫描监控数据动态，形成系统自身的信用评价体系。

本发明的一个实施例提供了一种基于去中心化与中心化协作的茶叶可信追溯系统。图1是本发明实施例提供的一种基于去中心化与中心化协作的茶叶可信追溯系统的示意图。如图1所示，本发明实施例提供的一种基于去中心化与中心化协作的茶叶可信追溯系统包括四个部分：

第一部分为：多个子业务系统，每个子业务系统都基于统一的系统架构定制化开发并实现。示例地，多个子业务系统的数量是8个，分别是：茶叶溯源管理系统、交易监测系统、二维码管理系统、批处理系统、标准业务编号系统、数据篡改上报系统、数据上传/下载系统、用户访问认证系统。

第二部分为：数据统一交换接口，提供系统的对外数据交换功能，以便于通过系统认证的外围系统访问所需的业务系统数据。

第三部分为：路由入口，路由入口用于将具体业务请求路由指定的业务子系统中，路由入口是一个前端高性能负载调度器集群，用于提高系统的伸缩性以及防止单点故障。

第四部分为：数据存储系统，由三种存储方式构成，包括关系数据库、区块链以及内存数据库。

其中，8个子业务系统各自的功能如下：

1)茶叶溯源管理系统是核心的业务系统，主要用于实现茶叶的系列管理流程；

2)交易监测系统用于监听区块链交易成交情况并反馈至所述茶叶溯源管理系统；

3)二维码管理系统是核心的业务系统，用于实现用户对茶叶产品信息的追溯；

4)批处理系统是核心的业务系统，用于定时分任务扫描区块，与关系数据库比对数据的一致性，从而记录用户篡改数据的行为；以及，在扫描到异常数据时，上报相关信息到数据篡改上报系统；

5)用户访问认证系统用于集中授权第三机构用户访问所述茶叶可信追溯系统的相关信息；

6)数据上传/下载系统服务于物联网采集系统上传数据以及第三方机构检测下载茶叶溯源数据；

7)标准业务编号系统用于提供根据业务需要的可定制化编号规则以及外部系统向其请求编号时提供相应的编号；

8)数据篡改上报系统用于记录异常数据相关信息。

以下对数据存储系统的存储流程进行说明。数据存储系统的存储流程为：

在系统中将用户依次提交茶叶的每个流程数据存入到所述关系数据库中；其中，用户依次提交茶叶的每个流程数据包括：数据编号以及相关流程数据；在用户核验所述流程数据无误的下，依次将关系数据库中的流程数据作为交易提交至区块链中，其中，交易包括：记录编号、核心数据、交易Hash以及上一个流程的TransHash；其中，在每个流程数据以交易的形式提交至区块链之前，验证上一流程是否完成，如果交易未完成，则不允许提交，如果交易完成，则在提交时携带上一流程的TransHash；利用区块链通过矿工挖矿的形式将交易数据打包，并监听打包完成的动作，并反馈给关系数据库，以使得关系数据库记录当前交易的TransHash。

参考图2和图3，图2和图3是本发明实施例中数据存储系统的存储流程的两个示意图。如图2和图3所示，茶叶可信追溯系统中数据存储采用了关系数据库与区块链相结合的技术进行存储，采用以下数据存储流程，使得系统中的数据具有可信任的特性，数据存储流程如下：

用户在系统中依次提交茶叶的每个流程(如图3所示，茶叶的流程包括：流程A、流程B、流程C、流程D……直至结束，例如鲜叶采摘就是流程A，鲜叶验收就是流程B，鲜叶粗加工是流程C，……所有流程组成茶叶的从头到尾的一套处理流程。)存入到数据库中，包括了数据编号以及相关流程数据，此时并未形成区块链数据，即数据处于存储状态。如图3所示，通过执行步骤A数据记录与存储，将茶叶的流程A存入到分布式关系数据库中；

用户在核验该数据无误的下，依次将数据库数据作为交易提交至区块链中，包括了记录编号、核心数据、交易Hash以及上一个流程的TransHash，即数据处于待打包的交易状态。需要注意的是每个数据库数据以交易的形式提交至区块链中，系统都会验证上一流程是否完成，如果交易未完成，则不允许提交，如果交易完成，则会在提交时携带上一流程的TransHash。如图3所示，通过执行步骤B数据核验提交，将数据库数据作为交易提交至区块链中；

区块链会通过矿工挖矿的形式将交易数据打包，系统会监听这个打包完成的动作并反馈给数据库以便记录当前交易的TransHash，即数据处理已交易状态。如图3所示，通过执行步骤C交易完成数据关联，向分布式关系数据库反馈数据A已经被存储到区块链的区块中，数据A就不能被修改或删除。

其中，通过执行步骤A数据记录与存储，将茶叶的流程A存入到分布式关系数据库中，此时只是记录存储的数据A，数据A是可以被更改为不准确或不合理的数据，为了保证数据A是准确且合理的，需要执行步骤B数据核验提交中的“核验”，即核验数据A是否是准确且合理的，如果数据A是准确且合理的，比如：茶叶产量1000斤被更改成10000斤，那么在步骤B数据核验提交中的“核验”的过程中，会检验出数据A是不合理的，那就不提交数据A至区块链中。区块链将数据A作为一笔交易存储到区块链的一个区块中。最后，通过执行步骤C交易完成数据关联，向分布式关系数据库反馈数据A已经被存储到区块链的区块中，数据A就不能被修改或删除。

其中，流程A存储的是流程A的数据A，必须要在流程A做完(经历完步骤A至步骤C)之后，才能开始处理流程B的数据B。因为区块链产生的数据很多，比如区块链产生了一到一万条数据，它产生的数据是无规律的，如果追溯的话，无法倒着追溯。为此，本申请提出：通过在流程B对应的这条交易中记录流程A对应的交易的交易编号，同时打包进去，以便于追溯的时候查到流程B对应的交易，然后就可以再查到流程A对应的交易，这样防止数据库把流程B的数据B删除。如果数据库把流程B的数据B删除了，那么本申请能在倒着追溯，即从流程D倒推到流程A的过程中，把流程B的数据B还原回来(即回滚)。因为区块链中会由流程D再查流程D，通过流程C再查流程B，然后通过流程B再查流程A。其中，“在流程B对应的这条交易中记录流程A对应的交易的交易编号”的这种思想即为中心化协作。

上述数据存储流程的有益效果如下：

1)数据在区块链中可以通过交易中的上一流程TransHash的设计可完整的找到每个流程的数据信息；

2)数据在存储中的表现形式为已存储、待交易及已交易，即数据在完成交易后，由于区块链本身的特性，该数据在区块中已经是可信任的，如果数据库有篡改行为，可通过区块中交易信息将信息还原至数据库，以防止篡改行为。

以下对茶叶可信追溯系统的数据扫描与数据恢复流程进行说明。茶叶可信追溯系统的数据扫描与数据恢复流程为：

批处理系统获取区块链的当前区块总数量，根据任务扫描规则，定义出需要扫描的区块的宽度，并记录为区块组[起，止]，检测关系数据库中是否缓存了该区块组的信息，如果有定义并且扫描时间还在有效期内，则结束扫描，如果未定义或者扫描时间已超时，则重新扫描；从区块组起扫描到区块组止，获取到块中每一笔交易，并通过交易中的交易编号反查所述关系数据库中的数据，如果关系数据库中查询不到该数据，表示数据被恶意删除，则记录并上报该笔数据信息，并对关系数据库数据进行回滚；如果关系数据库中查询到该数据，则通过Hash计算所述关系数据库中的数据的Hash，如果与区块Hash不一致，表示数据有篡改行为，则记录并上报该笔数据信息，并对关系数据库数据进行回滚，进行下一次扫描；如果Hash一致，则说明数据正常，进行下一次扫描；扫描完成后将相关统计信息记录至内存数据库。

参考图4，图4是本发明实施例中茶叶可信追溯系统的数据扫描与数据恢复流程的示意图。如图4所示，茶叶可信追溯系统中为了防止数据库中数据进行人为的篡改与删除，通过优化扫描区块链全链将区块链数据与内存库数据进行数据比对，数据扫描(含系统信用评价)与数据恢复流程如下：

批处理系统获取区块链的当前区块总数量，根据任务扫描规则，定义出需要扫描的区块的宽度，并记录为区块组[起，止]，查看内存数据库中是否缓存了该区块组的信息，如果有定义并且扫描时间还在有效期内，则结束扫描，如果未定义或者扫描时间已超时，则重新扫描；

从区块组起扫描到区块组止，获取到块中每一笔交易，并通过交易中的交易编号反查数据库中的数据，如果内存数据库中查询不到该数据，表示数据被恶意删除，则记录并上报该笔数据信息，并对数据库数据进行回滚；如果内存数据库中查询到该数据，则通过Hash计算数据库数据，如果与区块Hash不一致，表示数据有篡改行为，则记录并上报该笔数据信息，并对内存数据库数据进行回滚，进行下一次扫描；如果Hash一致，则说明数据正常，也进行下一次扫描；扫描完成后将相关统计信息记录至内存数据库。

其中，区块链上存储了海量的区块交易数据，区块链的数据是不能篡改的，但是在内存数据库中的数据是可以被修改或删除的。如果从头到尾扫描区块链存储的海量的区块交易数据，需要花费很长时间。因此，本申请提出分批扫描(即按区块组扫描)，所以启动一个扫描任务，周期性(例如：每天或每小时)执行一次这个扫描任务，以检查内存数据库中的数据是否被修改或删除。扫描规则可以是扫描任务下的各个子任务分别扫描一部分区块交易数据(即扫描一个区块组的区块交易数据)，直至扫描完为止。

在具体扫描时，将每一条区块交易数据和内存数据库相比，如果内存数据库被修改，那就记一条修改记录，认定内存数据库中的数据是可疑的。例如：扫描到区块组[1,100]中有一条区块交易数据对应的数据在内存数据库中被修改，就记一条修改记录。同理，如果区块组[1,100]中有一条区块交易数据对应的数据在内存数据库中被删除，再记一条删除记录。最后，根据内存数据库中对应于区块组[1,100]的数据的删除记录和修改记录，得出内存数据库中对应于区块组[1,100]的数据的可信度评分。进一步地，综合考虑所有区块组对应的评分，可以得出内存数据库的整体可信度得分。

其中，在扫描的过程中如果发现内存数据库中的数据被删除或被修改，上报第三方系统，即上班监测系统。并且，如果发现内存数据库中的数据被删除或被修改，需要回滚，必须要保证内存数据库是准确的。上述数据扫描与数据恢复流程的有益效果如下：

1、基于内存数据库的多任务时对区块分块扫描，更快地扫描区块链中系统交易数据信息。

2、记录与上报系统删除与篡改行为，可通过制定合理的规则统计出某一段时间内系统的可信任程度，并为该系统这段时间的安全性进行评分，从而告知用户采用区块链技术本身具有数据防篡改的特性，且系统自身也具有可信任度。

以下对茶叶可信追溯系统的茶叶信息溯源及数据验证流程进行说明。

茶叶可信追溯系统的茶叶信息溯源的流程为：识别到用户扫描的二维码中带有的产品编号与TransHash；通过TransHash查询区块链交易数据以及交易数据中的上一Trashash，以追溯完成所有茶叶流程数据，将区块中所有流程数据根据条件在所述关系数据库中查询，如果关系数据库不存在以及数据比对不一致，则进行记录，并在溯源流程完成后将查询情况展示给用户。

茶叶可信追溯系统的数据验证的流程为：识别到用户扫描的二维码中带有的产品编号与TransHash；通过Trashash及产品编号，查询关系数据库中是否有效的评分记录；如果有，则直接反馈至用户；如果没有，则收集到溯源流程的起止区块，在关系数据库中查询所属的区块组[起，止]，扫描可疑情况，并根据评分规则对该区块组进行评分，评估该段时间内系统的可信任程度，将相关信息记录到关系数据库中并反馈至用户。

参考图5，图5是本发明实施例中茶叶可信追溯系统的茶叶信息溯源及数据验证流程的示意图。如图5所示，茶叶可信追溯系统的茶叶信息溯源及数据验证流程如下：

用户扫码二维码，系统识别到二维码中带有的产品编号与TransHash，分如下两步进行。

首先，进行产品溯源，根据区块链数据存储特点，通过TransHash查询区块链交易数据以及交易数据中的上一TransHash，即可追溯完成所有茶叶流程数据，将区块中所有流程数据根据条件在数据库中查询数据，如果数据库不存在以及数据比对不一致，则进行记录，并在溯源流程完成后将查询情况展示给用户。

其次，进行信用评分，通过TransHash及产品编号查看关系数据库中是否有效的评分记录，如果有，则直接反馈至用户，如果没有，则收集到溯源流程的起止区块，在关系数据库中查看所属的区块组[起，止]中所有区块的可疑情况(例如：溯源流程开始区块属于区块组[A,A+100]，溯源流程结束区块属于区块组[B,B+100]，扫描内存数据库区块组[A,A+100]到区块组[B,B+100]中所有区块的可疑情况)，并根据评分规则对该区块组链进行评分，评估该段时间内系统的可信任程度，将相关信息记录到关系数据库中并反馈至用户。

示例地，茶叶可信追溯系统记录了从2019年六月份开始采摘，直至2019年12月份结束的所有茶叶流程产生的区块交易数据。用户在2020年5月份扫描二维码，首先按照整个流程(以整个流程包括流程A-流程D为例)倒序追溯，即依次扫描流程D、流程C、流程B、流程A，检查内存数据库中的数据是否被修改或删除，然后反馈给用户。

其中，用户比较关注的是2019年6月份到2019年12月，茶叶可信追溯系统是不是可信的，即内存数据库的2019年6月份到2019年12月的所有数据是否被修改或删除，然后把可信度评分发给用户。在此情况下，本发明的扫描方式是：假设确定流程D和流程C的区块交易数据在哪一个区块组，假设在区块组[200,300]，流程B和流程A的区块交易数据在哪一个区块组，假设在区块组[100,200]，因而对从100到300整个大组的数据删除和修改情况进行统计，得到相应的可信度评分并反馈给用户。如果可信度评分不高，则表明即使用户扫描的二维码的区块交易数据对应的数据库数据在内存数据库中没有被更改或删除，但同时段的其他区块交易数据对应的数据库数据被更改或删除了，用户可以认为内存数据库就是不可信的。

上述茶叶信息溯源及数据验证流程的有益效果如下：

1、茶叶信息溯源获得追溯茶叶完整供应链信息，从而展示给用户溯源链流程是否异常。

2、在溯源链中系列流程是否存在异常篡改，从而展示给用户该产品流程内数据的可信任程度。

本发明的有益效果如下：

1、本发明建立一种基于区块链的去中心化追溯信息系统，将追溯环节的信息提供者纳入追溯系统中，系统数据采集工作分配到每一个环节实际操作者或单位负责，每一个环节实际操作者或单位对应区块链上一个节点，共同维护一份数据，解决了传统茶叶追溯系统存在的中心化的问题。

2、本发明重构追溯系统数据层，将产品供应链中核心单位单独维护的关系型数据库改进成由区块链与关系型数据库共同组成。存储在区块链中的节点数据采取单向哈希算法，每个新产生的区块严格按照时间线性顺序推进，时间的不可逆性导致任何试图入侵篡改区块链内数据信息的行为都很容易被追溯，导致被其他节点的排斥，从而可以限制相关不法行为，解决了传统茶叶追溯系统存在的数据易受篡改的问题。

3、本发明建立数据完整性验证机制，将数据分布式记录和存储，所有参与节点都进行记录和存储，而非由一个中心化的机构集中记录。每个节点都存储数据或者数据指纹，用户查看时同时调取数据库和区块链数据，进行一致性和完整性对比验证，解决了传统茶叶追溯系统存在的数据完整性得不到验证的问题。

4、本发明建立系统自身的信用评价体系，与区块链结合的茶叶可信追溯系统在扫描区块链全链并比对数据后可形成中心化数据库恶意篡改记录，利用该记录，对系统的数据组(区块组)可信度进行评分，从而获得用户的认可与信任，解决了传统茶叶追溯信息系统自身的信用机制问题。

5、本发明重构了溯源系统的数据存储体系，采用分布式关系数据库和区块链数据存储协同的技术，建立出一种具备分布式存储、协同验证存储、数据扫描监控、数据回滚、自身信用评价的新型溯源系统，解决了传统溯源技术的系统安全和数据安全问题，为保障食品安全提供了一套全社会可信的食品安全管理技术方案。

6、本发明提供了一种基于区块链的茶叶可信追溯系统，完成从土地到茶杯的茶叶供应链每个环节的信息可信化、透明化、完整化、可追溯化存储。基于区块链区块线性推进存储数据的技术特性，结合关系型数据库的分布式存储，重构数据库模型，完成系统分布式存储且难以篡改。同时在数据查询验证时，将读入区块链中的不可逆时间与关系数据库的存储时间实时比对，保证数据的完整性以及数据一致性。在保证完整茶叶供应链信息真实记录后，将有效确保信息安全且可信追溯。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本公开的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本公开的示例性实施例的描述中，本公开的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本公开要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本公开的单独实施例。

Claims (10)

1.一种基于去中心化与中心化协作的茶叶可信追溯系统，其特征在于，包括：多个子业务系统、数据统一交换接口、路由入口以及数据存储系统；其中，每个子业务系统都基于统一的系统架构定制化开发并实现；

其中，所述多个子业务系统包括：茶叶溯源管理系统、交易监测系统、二维码管理系统、批处理系统、标准业务编号系统以及数据篡改上报系统；其中，所述茶叶溯源管理系统用于实现茶叶的系列管理流程；所述交易监测系统用于监听区块链交易成交情况并反馈至所述茶叶溯源管理系统；所述二维码管理系统用于实现用户对茶叶产品信息的追溯；

所述批处理系统用于定时分任务扫描区块，与关系数据库比对数据的一致性，从而记录用户篡改数据的行为；以及，在扫描到异常数据时，上报相关信息到所述数据篡改上报系统上；

所述标准业务编号系统用于提供根据业务需要的可定制化编号规则以及外部系统向其请求编号时提供相应的编号；

所述数据篡改上报系统用于记录异常数据相关信息。

2.根据权利要求1所述的基于去中心化与中心化协作的茶叶可信追溯系统，其特征在于，所述数据统一交换接口提供系统的对外数据交换功能，以便于通过系统认证的外围系统访问所需的业务系统数据。

3.根据权利要求1所述的基于去中心化与中心化协作的茶叶可信追溯系统，其特征在于，所述路由入口用于将具体业务请求路由指定的业务子系统中，所述路由入口是一个前端高性能负载调度器集群，用于提高系统的伸缩性以及防止单点故障。

4.根据权利要求1所述的基于去中心化与中心化协作的茶叶可信追溯系统，其特征在于，所述数据存储系统由三种存储方式构成，包括关系数据库、区块链以及内存数据库。

5.根据权利要求4所述的基于去中心化与中心化协作的茶叶可信追溯系统，其特征在于，所述数据存储系统的存储流程为：

在系统中将用户依次提交茶叶的每个流程数据存入到所述关系数据库中；其中，用户依次提交茶叶的每个流程数据包括：数据编号以及相关流程数据；

在用户核验所述流程数据无误的下，依次将所述关系数据库中的流程数据作为交易提交至区块链中，其中，交易包括：记录编号、核心数据、交易Hash以及上一个流程的TransHash；其中，在每个流程数据以交易的形式提交至区块链之前，验证上一流程是否完成，如果交易未完成，则不允许提交，如果交易完成，则在提交时携带上一流程的TransHash；

利用区块链通过矿工挖矿的形式将交易数据打包，并监听打包完成的动作，并反馈给所述关系数据库，以使得所述关系数据库记录当前交易的TransHash。

6.根据权利要求4所述的基于去中心化与中心化协作的茶叶可信追溯系统，其特征在于，所述茶叶可信追溯系统的数据扫描与数据恢复流程为：

所述批处理系统获取区块链的当前区块总数量，根据任务扫描规则，定义出需要扫描的区块的宽度，并记录为区块组[起，止]，检测所述内存数据库中是否缓存了该区块组的信息，如果有定义并且扫描时间还在有效期内，则结束扫描，如果未定义或者扫描时间已超时，则重新扫描；

从区块组起扫描到区块组止，获取到块中每一笔交易，并通过交易中的交易编号反查所述关系数据库中的数据，如果所述内存数据库中查询不到该数据，表示数据被恶意删除，则记录并上报该笔数据信息，并对所述内存数据库数据进行回滚；

如果所述内存数据库中查询到该数据，则通过Hash计算所述内存数据库中的数据的Hash，如果与区块Hash不一致，表示数据有篡改行为，则记录并上报该笔数据信息，并对所述内存数据库数据进行回滚，进行下一次扫描；如果Hash一致，则说明数据正常，进行下一次扫描；

扫描完成后将相关统计信息记录至所述内存数据库。

7.根据权利要求4所述的基于去中心化与中心化协作的茶叶可信追溯系统，其特征在于，所述茶叶可信追溯系统的茶叶信息溯源的流程为：

识别到用户扫描的二维码中带有的产品编号与TransHash；

通过所述TransHash查询区块链交易数据以及交易数据中的上一Trashash，以追溯完成所有茶叶流程数据，将区块中所有流程数据根据条件在所述关系数据库中查询，如果所述关系数据库不存在以及数据比对不一致，则进行记录，并在溯源流程完成后将查询情况展示给用户。

8.根据权利要求4所述的基于去中心化与中心化协作的茶叶可信追溯系统，其特征在于，所述茶叶可信追溯系统的数据验证的流程为：

识别到用户扫描的二维码中带有的产品编号与TransHash；

通过所述Trashash及所述产品编号，查询所述内存数据库中是否有效的评分记录；

如果有，则直接反馈至用户；

如果没有，则收集到溯源流程的起止区块，在所述内存数据库中查询所属的区块组[起，止]，扫描可疑情况，并根据评分规则对该区块组进行评分，评估该段时间内系统的可信任程度，将相关信息记录到所述内存数据库中并反馈至用户。

9.根据权利要求1所述的基于去中心化与中心化协作的茶叶可信追溯系统，其特征在于，还包括：数据上传/下载系统，所述数据上传/下载系统服务于物联网采集系统上传数据以及第三方机构检测下载茶叶溯源数据。

10.根据权利要求1所述的基于去中心化与中心化协作的茶叶可信追溯系统，其特征在于，还包括：用户访问认证系统，所述用户访问认证系统用于集中授权第三机构用户访问所述茶叶可信追溯系统的相关信息。

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