CN111681015A - 基于联盟链的产品溯源方法、系统及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于联盟链的产品溯源方法、系统及设备，属于溯源技术领域。该系统包括：应用层、核心业务层、数据层；应用层，用于接收目标产品的溯源码；基于预设规则，对溯源码进行解析，获取目标溯源码；核心业务层，用于在解析成功后，根据预设区块链模块，获取与目标溯源码相对应的溯源信息，发送溯源信息至应用层；数据层，用于获取产品的数据。通过基于联盟链Hyperledger Fabric和EPCIS，解决了现有技术中的信息防篡改问题、企业敏感信息保护问题、系统可扩展问题。
Description
技术领域
本发明属于溯源技术领域，具体涉及一种基于联盟链的产品溯源方法、系统及设备。
背景技术
随着计算机和电子信息技术的快速兴起，RFID射频识别和EPC等技术日益成熟，物联网溯源系统在生产生活中得到了广泛应用，其能够记录产品在供应链上的各种活动信息，并实现产品的追踪和溯源。
传统的溯源系统主要采用集中式的架构，在传统的第三方集中式系统里，供应链的各个节点都需要把产品信息上传到第三方数据库中，利用电子履历系统中的数字签名来防伪，这样容易造成单点故障等潜在问题，存在信息篡改风险。
发明内容
为了至少解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种基于联盟链的产品溯源方法、系统及设备。
本发明提供的技术方案如下：
一方面，一种基于联盟链的产品溯源方法，包括：
接收目标产品的溯源码；
基于预设规则，对所述溯源码进行解析，获取目标溯源码；
若解析成功，则根据预设区块链模块，获取与所述目标溯源码相对应的溯源信息。
可选的，所述预设区块链模块的信息上链过程，包括：
接收企业节点发起的信息上链请求；
根据所述信息上链请求，验证所述信息上链请求的节点的身份；
若身份验证成功，则通过背书节点对交易请求背书；
通过验证节点对交易请求验证，若验证成功，则排序节点对交易排序打包。
可选的，产品信息的上链方法，包括：
从链下数据库中将产品的所有溯源信息数据摘要上链，作为交易数据写入到区块文件中。
可选的，产品信息的上链，包括：
获取关键产品溯源信息；
通过智能合约将所述关键产品溯源信息以键值对的形式存储到状态数据库；
所述根据预设区块链模块，获取与所述目标溯源码相对应的溯源信息，包括：
根据所述预设区块链模块的智能合约，查询状态数据库，获取与所述目标溯源码相对应的键值对；
根据所述键值对，获取与所述键值对相对应的关键溯源信息。
可选的，还包括：
接收身份认证信息；
根据所述身份认证信息，对企业节点进行数字证书的登记、更新和撤销。
可选的，还包括：
基于预设建模规则，对需要上链的所述关键产品溯源信息建模，获取结构体；
接收拓展请求，拓展所述结构体。
又一方面，一种基于联盟链的产品溯源系统，包括：应用层、核心业务层、数据层；
所述应用层，用于接收目标产品的溯源码；基于预设规则，对所述溯源码进行解析，获取目标溯源码；
所述核心业务层，用于在解析成功后，根据预设区块链模块，获取与所述目标溯源码相对应的溯源信息，发送所述溯源信息至所述应用层；
所述数据层，用于获取产品的数据。
可选的，所述核心业务层，包括：区块链模块和服务模块；
所述区块链模块，用于接收企业节点发起的信息上链请求；根据所述信息上链请求，验证所述信息上链请求的节点的身份；若身份验证成功，则通过背书节点对交易请求背书；通过验证节点对交易请求验证，若验证成功，则排序节点对交易排序打包；
所述服务模块，用于获取产品数据，并将所述产品数据存储在链下数据库中。
可选的，所述智能合约，还用于：基于预设建模规则，对需要上链的所述关键产品溯源信息建模，获取结构体；接收拓展请求，拓展所述结构体。
又一方面，一种基于联盟链的产品溯源设备，包括：处理器，以及与所述处理器相连接的存储器；
所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序至少用于执行上述任一项所述的基于联盟链的产品溯源方法；
所述处理器用于调用并执行所述存储器中的所述计算机程序。
本发明的有益效果为：
本发明实施例提供的基于联盟链的产品溯源方法、系统及设备，该系统包括：应用层、核心业务层、数据层；应用层，用于接收目标产品的溯源码；基于预设规则，对溯源码进行解析，获取目标溯源码；核心业务层，用于在解析成功后，根据预设区块链模块，获取与目标溯源码相对应的溯源信息，发送溯源信息至应用层；数据层，用于获取产品的数据。通过基于联盟链Hyperledger Fabric和EPCIS，解决了现有技术中的信息防篡改问题、企业敏感信息保护问题、系统可扩展问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种基于联盟链的产品溯源系统结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种核心业务层结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种系统的链下产品信息上链流程示意图；
图4为本发明实施例提供的一种基于联盟链的产品溯源方法流程示意图；
图5为本发明实施例提供的又一种基于联盟链的产品溯源方法流程示意图；
图6为本发明实施例提供的一种产品溯源设备结构示意图。
附图标记：1-应用层；2-核心业务层；3-数据层；21-区块链模块；22-服务模块。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
为了至少解决本发明中提出的技术问题，本发明实施例提供一种基于联盟链的产品溯源系统。
图1为本发明实施例提供的一种基于联盟链的产品溯源系统结构示意图，请参阅图1，本发明实施例提供的基于联盟链的产品溯源系统，包括：应用层1、核心业务层2、数据层3。其中，应用层1，用于接收目标产品的溯源码；基于预设规则，对溯源码进行解析，获取目标溯源码。核心业务层2，用于在解析成功后，根据预设区块链模块，获取与目标溯源码相对应的溯源信息，发送溯源信息至应用层。数据层3，用于获取产品的数据。
在一个具体的产品溯源过程中，定义某待溯源产品为目标产品，在目标产品上设置有溯源码，在进行溯源时，可以通过应用层1来接收目标产品的溯源码，溯源码的获取过程可以为扫码等，此处不做具体限定，获取到溯源码后，根据解析方法，对溯源码进行解析。核心业务层2在解析成功后，调用预设区块链模块，从而获取到与目标溯源码相对应的溯源信息，将溯源信息返回值应用层，由溯源人员进行查看。而数据层，用于获取各个产品的数据。
在本发明实施例中，可以基于Hyperledger Fabric和EPCIS，构建基于联盟链的产品溯源系统。其中，Hyperledger Fabric是一个开源的区块链项目，是具备权限控制的联盟链典型代表，同时还具有模块化设计、可插拔的共识算法及不基于虚拟货币等一系列特性，通过与链下的EPCIS(Electronic Product Code Information Service)系统相结合，可以实现数据在链上链下的合理分配，在保障信息安全的同时可以避免区块链的数据膨胀问题。
可选的，核心业务层2包括区块链模块21和服务模块22，区块链模块，用于接收企业节点发起的信息上链请求；根据信息上链请求，验证信息上链请求的节点的身份；若身份验证成功，则通过背书节点对交易请求背书；通过验证节点对交易请求验证，若验证成功，则排序节点对交易排序打包；服务模块，用于获取产品数据，并将产品数据存储在链下数据库中。
优选的，区块链模块21以区块链Hyperledger Fabric模块为例，服务模块22以EPCIS服务模块为例，进行说明，下文不再申明，依旧以此为例。区块链Hyperledger Fabric模块主要负责交易请求的处理，包含交易的背书、验证以及共识服务，通过执行链码(智能合约)将关键溯源信息的数据存储在状态数据库中。EPCIS服务模块主要负责来自底层数据层的数据捕获，然后将捕获到的数据存储在链下数据库MongoDB中，然后提供一个数据查询的接口。应用层是系统的最上层，主要负责用户的注册和登记，并提供溯源信息查询服务，主要服务对象是消费者和监管机构，通过SDK和区块链模块交互。
例如，数据层作为整个系统的最底层，主要负责和硬件终端设备交互，完成信息数据的采集，同和EPCIS的捕获API交互。其中，API(Application Programming Interface)，是指应用程序接口。
图2为本发明实施例提供的一种核心业务层结构示意图。
参阅图1、图2，Fabric区块链模块与EPCIS服务之间的存在交互接口，通过这个接口能够把存储在各企业节点链下数据库中的产品信息上传到区块链中，其中EPCIS服务模块和区块链模块的交互接口包括两种途径。
参阅图2，一种是直接从链下数据库MongoDB中将产品的所有溯源信息数据摘要上链，作为交易数据写入到区块文件中，实现信息防篡改。
参阅图2，另一种途径是获取关键产品溯源信息；通过智能合约将关键产品溯源信息以键值对的形式存储到状态数据库。例如，通过调用EPCIS服务提供的查询接口，选择一部分关键的产品溯源信息数据上链，这部分数据在Hyperledger Fabric中通过链码(智能合约)的执行会以键值对的形式被存储到链上数据库中，用户可以通过SDK应用程序来查询这部分关键溯源信息。
在本发明实施例中，Hyperledger Fabric区块链模块，可以包括：成员管理子模块、数据存储和账本子模块、智能合约。
其中，为了保证在分布式系统中保证供应链的各个节点进行正常交互的同时保证私密性，可以对系统建立访问权限和身份验证机制。成员管理子模块主要是基于PKI体系下的CA机制实现的，采用C/S(客户端/服务器)模式，具体负责数字证书的登记、更新和撤销等工作，确保各网络参与者节点之间的安全通信，实现系统的权限控制管理和隐私保护功能。
数据存储和账本子模块主要包括区块账本和状态数据库，区块账本采用区块文件系统存储的方式，主要记录了所有状态转换成功的交易信息数据的哈希值，区块只能追加，不能修改或者删除。状态数据库则记录的是区块链当前智能合约执行过后的最新数据值，数据以key-value的形式存储。
为了实现系统的扩展功能，智能合约，还用于：基于预设建模规则，对需要上链的关键产品溯源信息建模，获取结构体；接收拓展请求，拓展结构。智能合约模块采用go语言编写链码，从而实现系统的业务逻辑。产品的关键溯源信息上链后经过链码的处理存储在状态数据库Level DB中，之后可以通过SDK或者CLI的方式进行查询。在链码中需要对选取上链的产品关键溯源信息建模，其模型为一个结构体struct，实际可根据具体需求来适当的拓展结构体，以包含更多必要的产品信息。在完成对产品结构体的定义后，需要实现对产品信息数据的相关操作接口函数，链码中必须实现的两个接口是Init()和Invoke()接口，均可以在这两个接口中编写具体的业务逻辑。
EPCIS服务，基于韩国KAIST大学的开源项目Oliot下的EPCIS v1.2部署实现。主要功能包括链下数据存储和提供查询接口。EPCIS服务将捕获到的事件数据(Event Data)和主数据(Master Data)经过数据格式转换，通常是XML或者JSON格式转换成BSON格式，然后存储在MongoDB链下数据库中，EPCIS服务可以提供两种方式(包括REST和SOAP)的查询接口，此外，从MongoDB中查询到的BSON数据格式还需要再经过一次数据格式转换才能被解析。
企业节点的数据如果都上传至区块链容易导致数据膨胀问题；另外，不同的企业节点可能会采用不同的数据采集方法和数据存储结构，如果将溯源系统单独接入企业内部，维护和管理成本会增加。采用基于EPCIS数据共享服务接口和区块链分布式账本结合的解决方案能够有效解决区块链数据膨胀问题和企业间数据交互问题。本实施例中，采用基于EPCIS数据共享服务接口和区块链分布式账本结合的解决方案有效解决区块链数据膨胀问题和企业间数据交互问题。
图3为本发明实施例提供的一种系统的链下产品信息上链流程示意图。
参阅图3，信息上链流程首先由系统中的企业节点发起请求，且只有事先经过认证的节点才具有上传产品信息的权限。当Hyperledger Fabric区块链网络收到上链请求后，首先会对节点身份进行验证，验证成功后才会由背书节点进行背书，否则拒绝上链请求，信息上链失败。上链请求的交易背书完成后，还需要验证节点进行确认，如果没有按照背书策略进行背书或者签名验证不成功，则交易失败。如果交易验证成功的话，会由排序节点(Orderer节点群)对交易进行排序，并打包成区块，完成整个信息上链的交易流程。
本发明实施例提供的基于联盟链的产品溯源系统，包括：应用层、核心业务层、数据层；应用层，用于接收目标产品的溯源码；基于预设规则，对溯源码进行解析，获取目标溯源码；核心业务层，用于在解析成功后，根据预设区块链模块，获取与目标溯源码相对应的溯源信息，发送溯源信息至应用层；数据层，用于获取产品的数据。通过基于HyperledgerFabric和EPCIS，解决了现有技术中的信息防篡改问题、企业敏感信息保护问题、系统可扩展问题。
基于一个总的发明构思，本发明实施例还提供一种基于联盟链的产品溯源方法。
图4为本发明实施例提供的一种基于联盟链的产品溯源方法流程示意图，请参阅图4，本发明实施例提供的方法，可以包括以下步骤：
S11、接收目标产品的溯源码；
S12、基于预设规则，对溯源码进行解析，获取目标溯源码；
S13、若解析成功，则根据预设区块链模块，获取与目标溯源码相对应的溯源信息。
图5为本发明实施例提供的又一种基于联盟链的产品溯源方法流程示意图。参阅图5，用户提交产品追溯码，上层应用层解析追溯码，解析成功后，SDK应用程序调用智能合约，查询状态数据库，获取对应键值，返回产品关键追溯信息。
可选的，预设区块链模块的信息上链过程，包括：
接收企业节点发起的信息上链请求；
根据信息上链请求，验证信息上链请求的节点的身份；
若身份验证成功，则通过背书节点对交易请求背书；
通过验证节点对交易请求验证，若验证成功，则排序节点对交易排序打包。
可选的，产品信息的上链方法，包括：
从链下数据库中将产品的所有溯源信息数据摘要上链，作为交易数据写入到区块文件中。
可选的，产品信息的上链，包括：
获取关键产品溯源信息；
通过智能合约将关键产品溯源信息以键值对的形式存储到状态数据库；
根据预设区块链模块，获取与目标溯源码相对应的溯源信息，包括：
根据预设区块链模块的智能合约，查询状态数据库，获取与目标溯源码相对应的键值对；
根据键值对，获取与键值对相对应的关键溯源信息。
可选的，还包括：
接收身份认证信息；
根据身份认证信息，对企业节点进行数字证书的登记、更新和撤销。
可选的，还包括：
基于预设建模规则，对需要上链的关键产品溯源信息建模，获取结构体；接收拓展请求，拓展结构体。
具体的，由用户提交产品溯源码到上层应用层，然后应用层对溯源码进行解析，如果对溯源码解析失败(比如误扫了其他产品码等情况)则信息查询失败；如果解析成功则会通过相应的SDK应用程序调用Fabric区块链网络的链码(智能合约)，链码执行时会调用函数去查询状态数据库，此时如果在状态数据库中未查找到对应的产品数据信息时，则信息查询失败；如果成功找到了产品的键值对数据，则会通过链码再将产品的关键溯源信息返回给应用层界面，完成信息查询的交易流程。
关于上述实施例中的方法，其中各个步骤执行操作的具体方式已经在有关该系统的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
基于一个总的发明构思，本发明实施例还提供一种产品溯源设备。
图6为本发明实施例提供的一种产品溯源设备结构示意图，请参阅图6，本发明实施例提供的一种产品溯源设备，包括：处理器61，以及与处理器相连接的存储器62。
存储器62用于存储计算机程序，计算机程序至少用于上述任一实施例记载的基于联盟链的产品溯源方法；
处理器61用于调用并执行存储器中的计算机程序。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
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)
1.一种基于联盟链的产品溯源方法，其特征在于，包括：
接收目标产品的溯源码；
基于预设规则，对所述溯源码进行解析，获取目标溯源码；
若解析成功，则根据预设区块链模块，获取与所述目标溯源码相对应的溯源信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设区块链模块的信息上链过程，包括：
接收企业节点发起的信息上链请求；
根据所述信息上链请求，验证所述信息上链请求的节点的身份；
若身份验证成功，则通过背书节点对交易请求背书；
通过验证节点对交易请求验证，若验证成功，则排序节点对交易排序打包。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，产品信息的上链方法，包括：
从链下数据库中将产品的所有溯源信息数据摘要上链，作为交易数据写入到区块文件中。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，产品信息的上链，包括：
获取关键产品溯源信息；
通过智能合约将所述关键产品溯源信息以键值对的形式存储到状态数据库；
所述根据预设区块链模块，获取与所述目标溯源码相对应的溯源信息，包括：
根据所述预设区块链模块的智能合约，查询状态数据库，获取与所述目标溯源码相对应的键值对；
根据所述键值对，获取与所述键值对相对应的关键溯源信息。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：
接收身份认证信息；
根据所述身份认证信息，对企业节点进行数字证书的登记、更新和撤销。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：
基于预设建模规则，对需要上链的所述关键产品溯源信息建模，获取结构体；
接收拓展请求，拓展所述结构体。
7.一种基于联盟链的产品溯源系统，其特征在于，包括：应用层、核心业务层、数据层；
所述应用层，用于接收目标产品的溯源码；基于预设规则，对所述溯源码进行解析，获取目标溯源码；
所述核心业务层，用于在解析成功后，根据预设区块链模块，获取与所述目标溯源码相对应的溯源信息，发送所述溯源信息至所述应用层；
所述数据层，用于获取产品的数据。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述核心业务层，包括：区块链模块和服务模块；
所述区块链模块，用于接收企业节点发起的信息上链请求；根据所述信息上链请求，验证所述信息上链请求的节点的身份；若身份验证成功，则通过背书节点对交易请求背书；通过验证节点对交易请求验证，若验证成功，则排序节点对交易排序打包；
所述服务模块，用于获取产品数据，并将所述产品数据存储在链下数据库中。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述智能合约，还用于：基于预设建模规则，对需要上链的所述关键产品溯源信息建模，获取结构体；接收拓展请求，拓展所述结构体。
10.一种基于联盟链的产品溯源设备，其特征在于，包括：处理器，以及与所述处理器相连接的存储器；
所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序至少用于执行权利要求1～6任一项所述的基于联盟链的产品溯源方法；
所述处理器用于调用并执行所述存储器中的所述计算机程序。
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