CN111867936A - 使用哈希树跟踪食品安全数据的食品包装机 - Google Patents

使用哈希树跟踪食品安全数据的食品包装机 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种食品包装机，其包括包装材料供应模块、食品供应模块、填充模块。该食品包装机还包括硬件数据处理器，该硬件数据处理器可操作地连接到包装材料供应模块，可操作地连接到食品供应模块，可操作以创建食品数据事务，并且可操作地连接到网络数据处理系统。硬件数据处理器可操作以将食品数据事务发送到网络数据处理系统，以将数据事务附加到包装食品生产数据哈希树中。本发明进一步提供了一种用于包装食物的系统，包括多个食物包装机以及用于在食物包装机和用于包装食物的系统中跟踪食物数据事务的方法。

Description

使用哈希树跟踪食品安全数据的食品包装机
技术领域
本发明涉及食品包装机。更具体地，本发明涉及用于包装食品的跟踪食品安全数据的机器。
背景技术
在食品的工业生产和包装中，食品安全是越来越重要的话题。如果发生食品安全事件，例如包装受损或食品内容物受污染，快速访问手头所有与食品安全相关的数据至关重要。数据应尽可能精确，以便识别可能受同一食品安全事件影响的所有其他包装。最后，与食品安全相关的数据应具有防篡改功能，从这种意义上说，它应快速、轻松地验证给定数据集是否真实。
在WO 2017/114666 A1中，公开了一种用于包装系统的质量控制的方法。该方法包括接收包装标识数据的记录，其中包装标识数据的记录与包装有关。接下来，使用所述包装标识数据记录来识别和接收机器数据记录，其中所述机器数据记录与生产所述包装时使用的机器设置有关。此后，基于所述机器数据记录来识别要检查的包装质量参数，并请求记录与所述包装质量参数有关的包装质量数据。
跟踪食品安全数据不同于跟踪质量数据。食品安全适用于从食品生产到包装食品的包装、运输和销售、直至消费者最终食用食品的整个产品生命周期。包装系统的质量控制是为了与包装的生产者有关的所有实际目的。与此相反，食品安全数据涉及与产品生命周期的任何部分关联的所有实体。这包括生产食品的农民、加工或包装食品的实体、包装食品的分销商和销售商以及希望食用未经破坏的安全食品的消费者。
在US 2017/0262862 A1中，描述了一种使用区块链技术管理和提供产品来源的方法。公开了当产品沿供应链从源头阶段通过转换阶段移动并经历运输阶段时，与唯一产品标识符的产品的关联性以及与也具有唯一的标识符的防伪设备的产品的可选关联性。由于产品有时会结合在一起，有时会进行分区，有时会进行包装，因此可能会有多于一个的产品标识符或防伪设备。为了在产品沿着供应链移动时管理和促进标识符的生成和关联，存在数据存储设备，其用于存储产品的唯一标识符和由服务器在数据存储设备中提供的产品的唯一标识符与防伪设备的唯一标识符的关联性以及其他关联性。该服务器还适于在产品沿着供应链移动时接收存在或创建的产品的一个或多个特性并将其存储在数据存储设备中。处理器接收带有产品来源的查询的产品或防伪设备的唯一标识符使得与该产品相关联的至少一个特性可获得。区块链的使用使得能为每个记录的特性创建区块，并能检索与区块相关联的记录，且能验证所记录的特性与从在区块链中和特定产品唯一关联的区块中检索到的特性相同。
本发明的一个目的是至少部分地克服现有技术中的机器和方法所面临的技术问题并且进行改进。
发明内容
一个具体目的是提供一种食品包装机，其使得能以能复原篡改的(tamper-resilient)并且出于所有实际目的的防篡改的方式收集、跟踪和记录食品安全相关数据。
本发明的另一个具体目的是提供一种食品包装机，该食品包装机使得能以有效的方式记录能复原篡改的食品安全相关数据，从而减少要通过网络连接传输的数据量。
本发明的另一个具体目的是提供一种食品包装机，该食品包装机收集食品安全相关数据集并将所述数据组合在食品数据事务中，该数据事务是能复原篡改的并且准备好在外部设备中处理和记录。
为了解决这些目的中的任何一个，提供了根据权利要求1所述的食品包装机。在根据权利要求1至10所述的食品包装机中提供了进一步的改进。
根据本发明的另一方面，通过根据权利要求15的用于在食品包装机中跟踪数据的方法以及根据权利要求16的计算机程序来实现所述目的中的任何目的。
本发明的一个具体目的是提供一种用于包装食品的系统，该系统使得能以能复原篡改的并且出于所有实际目的的防篡改的方式收集、跟踪和记录食品安全相关数据。
本发明的另一个特定目的是提供一种用于包装食品的系统，该系统以有效的方式记录能复原篡改的食品安全相关数据，从而减少了要通过网络连接传输的数据量。
本发明的另一个具体目的是提供一种用于包装食品的系统，该系统收集食品安全相关数据集并将所述数据组合在食品数据事务中，该数据事务是能复原篡改的并且准备好在外部设备中处理和记录。
为了解决这些目的中的任何一个，提供了一种用于包装食品的系统。该用于包装食品的系统包括多个根据权利要求11所述的食品包装机。在根据权利要求12和14所述的用于包装食品的系统中提供了进一步的改进。
根据本发明的另一方面，通过根据权利要求17所述的用于在食品包装机中跟踪数据的方法以及根据权利要求18所述的计算机程序来实现所述目的中的任何目的。
本发明的其他目的、特征、方面和优点将根据以下详细描述以及附图而变得明显。
附图说明
在图1中，示出了根据本发明的食品包装机的一个示例性实施方案。
在图2中，示出了根据本发明的食品包装机的一个示例性实施方案。
在图3中，示出了根据本发明的食品包装机的一个示例性实施方案。
在图4中，示出了根据本发明的食品包装机的一个示例性实施方案。
在图5中，示出了根据本发明的食品包装机的一个示例性实施方案。
在图6中，示出了根据本发明的用于包装食品的包括两个食品包装机的系统的一个示例性实施方案。
在图7中，示出了根据本发明的用于包装食品的包括两个食品包装机的系统的一个示例性实施方案。
在图8中，示出了根据本发明的用于包装食品的包括两个食品包装机的系统的一个示例性实施方案。
在图9中，示出了根据本发明的用于在食品包装机中跟踪数据的方法的一个示例性实施方案。
在图10中，示出了用于在用于包装食品的包括第一和第二食品包装机的系统中跟踪数据的方法的一个示例性实施方案。
具体实施方式
一方面，本发明涉及食品包装机。
如本文所使用的术语“食品”是指旨在供人类或动物食用的任何产品，包括但不限于可食用的食品、饮料和药物。食品可以是生的或经加工的。食用可以口服或通过任何其他方法将产品输送到食用人或动物的体内。食品可能是液体。食品可以是含有颗粒的液体。食品可能是黏性的。食品可以是固体。
该食品包装机包括包装材料供应模块。如本文所使用的术语“包装材料供应模块”是指食品包装机的可操作以将包装材料供应至填充模块的任何模块。包装材料可以以各种方式供应。包装材料可以以连续材料(例如幅材)的形式提供，其随后在填充之前或之后被切割成小片以形成单个的容器。可替代地，包装材料可以以单个的诸如坯件(blank)的形式供应，可以从坯件形成一个包装或一组包装。包装材料可以以准备填充的容器(例如瓶)的形式提供。可以以预成型件的形式提供包装材料，该预成型件随后通过诸如拉伸吹塑之类的成型工艺转变为最终的包装形状。
如本文所使用的术语“包装材料”是指适合用于将食品容纳在由包装材料制成的密封包装中的任何材料或材料的组合。该包装材料可以适合于保护食品免于与环境(例如污染、曝光或氧化)的不期望的相互作用。合适的包装材料包括但不限于纸、改性纸(例如油脂纸)、纸板、金属(例如铝)、聚合材料(例如聚乙烯、聚丙烯、聚酯、PET、聚苯乙烯、聚碳酸酯)和玻璃。合适的包装材料还包括但不限于上述包装材料的组合，例如包括任何前述材料的层的层压包装材料。层压的包装材料可以包括纸板芯层。层压包装材料的芯层可包含纤维素纤维。层压的包装材料可以在纸板的内表面和外表面上包括聚合物层(例如聚乙烯层)，以增加材料的液体不可渗透性。层压包装材料可以进一步包括附加层，例如金属箔层，以减少氧气通过该材料的传输。附加层可以位于纸板的内表面和聚合物内层之间。
该食品包装机包括食品供应模块。如本文所使用的术语“食品供应模块”是指食品包装机的任何模块，其可操作以将食品供应至将食品填充到包装中的填充模块。食品可以以连续的流体或粘性产品(例如饮料)流形式提供。控制该连续流的速率可以通过阀或喷嘴进行。可以例如通过使用合适的传感器测量重量或体积来测量速率。可替代地，食品可以以不连续的部分或物品的形式(例如冰淇淋棒或糖果)提供。
该食品包装机还包括填充模块。如本文所使用的术语“填充模块”是指可操作以从食品供应模块接收食品，从包装材料供应模块接收包装材料，将接收到的食品填充到包装材料，以及密封填充有食品的包装的任何食品包装机模块。除非消费者打开包装以消费包装的食品，否则不得打开该密封。因此，未破坏的密封和包装可以向消费者表明，自从将食品包装以来，该包装就一直以未受损的形式容纳食品。填充模块可操作以由通过包装材料供应模块供应的包装材料形成成型的包装。形成包装的许多不同方式在本领域中是已知的。形成包装的步骤可以简单到将从包装材料供应模块接收的包装材料置于供填充的位置和方位即可。形成包装的另一种方式是通过将供应的幅材包装材料的一个纵向边缘纵向密封至另一纵向边缘来形成管。然后可以将诸如液体食品之类的食品填充到竖直布置的管中。然后可以通过横向密封和切割管来形成单个包装。然后可以通过折叠成期望的形状，例如长方体形的包装，来进一步形成单个的包装。形成步骤可以进一步包括折叠翼片并将其附接到包装的主体上。形成包装的另一种方式是用包装材料制成套筒，然后将其在顶部或底部的一端封闭，以形成半开的坯件。然后可以将食品填充到半开的坯件中，然后将坯件的另一端密封以形成密封包装。可以通过折叠来重新形成套筒或密封包装，以使密封包装成期望的形状。替代地，填充模块可以从包装材料供应模块接收预成型的包装，例如预成型件，并且可以例如通过拉伸吹塑将预成型件转变成准备填充的包装。填充模块还可以从包装材料供应源接收准备填充的包装，该包装包括具有要填充的开口的容器，例如瓶。准备填充的容器的开口可以是与使可食用食品从最终包装中倒出的开口相同的开口，该准备填充的容器的开口也可以是不同的开口，其可以在将食品填充到包装内后永久性密封。填充模块可用于例如通过密封包装材料来密封填充的包装。已填充的包装可以被气密密封，从而在不打开包装的情况下不能从外部碰触包装的食品。已填充的容器的密封可通过在开口上施加可重新打开的封闭件(例如瓶盖)或通过施加不可重新打开的封口(例如可撕箔)来实现。所施加的封闭件可以包括篡改证据特征。填充模块可以可操作以输出已密封的、成型的和填充的包装。包装可以输出到另外的下游设备，例如用于处理包装的食品的下游设备(例如干馏器或巴氏灭菌器)，以将多个密封的包装包装成由次级包装包裹的捆。
食品包装机还可包括食品加工模块。如本文所使用的术语“食品加工模块”是指食品包装机中影响食品的组成、稠度或状态的任何模块。食品加工模块可以布置在食品供应模块的上游，可以与食品供应模块集成，或者可以布置在填充模块的下游。许多适合食品的食品加工模块在本领域中是已知的，包括但不限于混合器、具有和不具有叶片的搅拌器、过滤模块、加热器、冷却器、固化通道、烘烤炉、巴氏灭菌器、干馏器等。食品加工模块可以包括用于测量与食品安全有关的操作参数的传感器。食品加工模块可以包括用于保存所测量的参数的存储装置。
该食品包装机还包括硬件数据处理器。本文所使用的术语“硬件处理器”或“硬件数据处理器”是指可操作以执行计算机程序的指令的电子电路。这样的指令包括但不限于在基本级别上执行算术、逻辑、控制和输入/输出(I/O)操作的指令。硬件处理器可以包括用于存储计算机程序指令和用于存储数据的易失性或永久性存储器。硬件处理器可以包括微处理器，该微处理器在单个集成电路或至多几个集成电路上结合了计算机中央处理单元(CPU)的功能。微处理器可以是多功能的、时钟驱动的、基于寄存器的、数字集成电路，其接受二进制数据作为输入，根据存储在其存储器中的指令对其进行处理，并提供结果作为输出。微处理器包含组合逻辑和顺序数字逻辑两者。微处理器对二进制数字系统中表示的数字和符号进行操作。硬件处理器可以被配置为连接到数据总线，以便与其他硬件处理器或其他存储设备交换数据。这样的连接可以是有线的或无线的。在本公开中，术语“硬件处理器”和“硬件数据处理器”可互换使用。
食品包装机的硬件处理器可操作地连接到包装材料供应模块，以接收指示当前提供给填充模块的包装材料批次的包装材料数据包记录。包装材料供应模块可以包括硬件处理器，该硬件处理器可操作地连接至传感器，该传感器感测当前由包装材料供应模块提供给填充模块的包装材料的特性。传感器可以是被配置为从包装材料的外表面读取一维光学代码(例如条形码)或二维光学代码(例如QR代码)的传感器。硬件处理器可以连接到用户输入终端，在该用户输入终端上，操作员可以输入标识当前由包装材料供应模块提供给填充模块的包装材料的信息。硬件处理器可以被配置为创建包装材料数据记录，该包装材料数据记录包括指示当前提供给填充模块的包装材料批次的信息。硬件处理器还可被配置为将其他信息附加到包装材料数据记录，其包括但不限于时间戳，位置信息，包装材料供应模块的唯一标识符(例如数字签名)，与包装材料的任何组件有关的附加信息，与包装材料供应模块的当前状态有关的其他信息，例如温度，湿度，连续运行时间，无菌状态，当前运行速度，操作者身份或其他操作参数。硬件处理器可以从连接的存储器、用户输入终端或通过数据网络连接硬件处理器的其他数据源中检索这样的信息。硬件处理器和包装材料供应模块之间的可操作连接可以是直接的或间接的。间接连接可以通过将包装材料供应模块与填充模块可操作地连接以及将填充模块与硬件处理器可操作地连接来实现。
食品包装机的硬件处理器可操作地连接到食品供应模块，以接收指示当前提供给填充模块的食品批次的食品数据记录。食品供应模块可以包括硬件处理器，该硬件处理器可操作地连接至传感器，该传感器感测当前由食品供应模块提供给填充模块的食品批次的特性。传感器可以是被配置为从容器(其中的食品供应到食品供应模块)的外表面读取一维光学代码(例如条形码)或二维光学代码(例如QR代码)的传感器。硬件处理器可以连接到用户输入终端，在该用户输入终端上，操作员可以输入标识当前由食品供应模块提供给填充模块的食品批次的信息。硬件处理器可以被配置为创建食品数据记录，该食品数据记录包括指示当前提供给填充模块的食品批次的信息。硬件处理器还可被配置为将其他信息附加到食品数据记录，其包括但不限于时间戳，位置信息，食品供应模块的唯一标识符(例如数字签名)，与食品批次的任何成分有关的附加信息(例如生产时间和地点，从原产地运输的时间和方式)，与食品供应模块的当前状态有关的其他信息，例如温度，湿度，连续运行时间，无菌状态，当前运行速度，操作者身份或其他操作参数。硬件处理器可以从连接的存储器、用户输入终端或通过数据网络连接硬件处理器的其他数据源中检索这样的信息。硬件处理器和食品供应模块之间的可操作连接可以是直接的或间接的。间接连接可以通过将食品供应模块与填充模块可操作地连接以及将填充模块与硬件处理器可操作地连接来实现。
食品包装机的硬件处理器可以可操作地连接到填充模块，以接收指示填充模块的至少一个操作参数的填充数据记录。合适的参数包括但不限于填充模块的唯一标识符、温度、无菌状态、操作速度、填充模块的位置、当前操作的时间和日期、自上次启动以来经过的运行时间，自上次启动以来生产的包装数量以及自上次启动以来包装的食品的体积或重量。填充数据记录可以包括包装材料数据记录或食品数据记录中的任一个或这两种数据记录的部分或全部。
食品包装机的硬件处理器可以可操作地连接到食品包装机中包括的食品加工模块。硬件处理器可以接收指示填充模块的至少一个操作参数的食品加工数据记录。合适的参数包括但不限于食品加工模块的唯一标识符、温度、无菌状态、操作速度、食品加工模块的位置、当前操作的时间和日期、自上次启动以来经过的操作时间以及自上次启动以来经加工的食品的体积或重量。
食品包装机的硬件处理器可用于创建与以下项相关的食品数据事务：时间戳，该时间戳指示填充模块将供应的食品填充到成型的包装中的时间；识别填充模块或食品包装机的机器数据记录；包装材料数据记录中的全部或部分以及食品数据记录中的全部或部分。食品数据记录可以进一步与可选填充数据记录中的全部或部分相关。可替代地，食品包装机的硬件处理器可操作以创建包括多个食品数据记录的食品数据事务，其中每个这样的数据记录包括以上数据。
如本文所使用的术语“食品数据事务”是指从包括食品数据记录中的全部或部分以及包装材料数据记录中的全部或部分的数据得出的数据。食品数据事务可以从包括多个相应的成对的食品数据记录和包装材料数据记录的全部或部分的数据中得出。食品数据事务可以包括从食品加工数据记录得出的数据。食品数据事务可以由创建它的硬件处理器进行数字签名。从中导出食品数据事务的数据可以进一步包括与在同一食品包装机上创建的较早食品数据事务相关联的数据。从中导出食品数据事务的数据可以进一步包括从诸如网络数据处理系统之类的外部实体接收的数据。数字签名完整地验证数据事务的数据内容。数字签名可以通过创建数据记录中的全部或部分的加密哈希值来实现。数字签名可以进一步通过以下方式来实现：创建在事务中所有或部分食品数据记录中的每个单个的(individual)食品数据记录的加密哈希值，然后创建单个的食品数据记录的加密哈希值的一个、一些或所有的组合的加密哈希值。食品数据事务可以采取单个的食品数据记录的哈希树的形式。食品数据事务可以由从单个的食品数据记录创建的哈希树的顶部哈希值组成。
如本文中所使用的术语“哈希树”是指树形式的数据结构，其中除初始节点之外的每个节点具有一个或多个前驱节点，并且用一个、多于一个的或所有前驱节点的标签的加密哈希标记。具有许多节点且具有多于一个的前驱节点的哈希树(例如Merkle树)允许对大型数据结构的内容进行有效且安全的验证。哈希树可以包括顶部节点，该顶部节点已经通过创建初始节点(数据节点)的哈希值的一代或多代而得到。哈希树的顶部节点是唯一尚未经历其他哈希值创建的节点。哈希树可以是哈希列表，其中一个节点(顶部哈希)被所有其他节点(哈希列表)的标签的加密哈希标记。哈希树可以是哈希链，其中每个节点恰好具有一个前驱节点，并用其前驱节点的标签的加密哈希进行标记。优选地，哈希树是根据由美国国家标准技术研究所信息技术实验室(美国商务部，FIPS PUB 180-4，2015年8月)发布的安全哈希标准(SHS)来保护的，该标准可在http://dx.doi.org/10.6028/NIST.FIPS.180-4获得。
如本文所使用的术语“哈希函数”是指可用于将任意大小的数据(“消息”)映射到固定大小的数据(“值”)的任何函数。由哈希函数返回的值称为哈希值，或简称为哈希。
如本文所使用的，本文所使用的术语“加密哈希”是指由加密哈希函数返回的哈希。如本文所使用的，术语“加密哈希函数”是指被配置为难以反转的一类特殊的哈希函数。加密哈希函数可能是确定性的，因此同一消息始终导致相同的哈希。加密哈希函数可以被配置为允许快速计算任何给定消息的哈希值。加密哈希函数可以被配置为使得除了尝试所有可能的消息之外，从其哈希值生成消息实际上是不可行的。可以配置加密哈希函数，使得对消息进行很小的更改就应该广泛地更改哈希值，以使新哈希值看起来与旧哈希值不相关。加密哈希函数可以被配置为使得找到具有相同哈希值的两个不同消息实际上是不可行的。各种合适的加密哈希函数在本领域中是已知的，包括但不限于MD5，SHA-0，SHA-1，SHA-2(包括变体)，SHA-3(包括变体)，SHAKE128，SHAKE 256，BLAKE，BLAKE2和海绵函数(包括Keccak海绵函数)。
食品包装机可以包括用于存储食品数据记录的本地存储设备。本地存储设备可以可操作地连接到食品包装机的硬件数据处理器。如果数据事务不包含其涉及的食品数据记录的完整数据，则可以从本地存储设备获取基础数据，并可以通过重新创建食品数据事务并将其与之前的食品数据事务进行比较(例如通过比较它们的哈希值)来验证准确性。本地存储设备可以形成食品包装机的一部分，或者可以位于通过有线或无线网络连接连接到食品包装机的单独位置。
食品包装机的硬件处理器可操作地连接到网络数据处理系统。如本文所使用的，“网络数据处理系统”是指包括硬件处理器的数据处理系统，该数据处理系统可操作以通过在网络数据处理系统与其他实体之间建立的网络连接向包括硬件处理器的其他实体发送数据以及从其中接收数据。如本文中所使用的术语“网络连接”是指与单独的实体之间的连接，每个实体包括硬件处理器，诸如数字数据之类的数据可以通过其发送和接收。网络连接可以是有线连接(例如基于以太网协议的广域网)、无线网络连接(例如无线局域网)或有线和无线的组合。网络数据处理系统与其通过网络连接所连接的任何实体在物理上是分开的，并且优选地位于与所连接的实体中的至少一个分开的位置。
网络数据处理系统可操作地连接到多个单独的网络存储设备，其用于存储数据哈希树的分散实例。如本文所使用的术语“网络存储设备”是指包括硬件处理器和用于存储信息的永久存储器的数据处理系统。网络存储设备可操作以通过网络连接从包括硬件处理器的另一实体(诸如网络数据处理系统)接收数据。网络存储设备可操作以从其永久存储器中读取数据，并通过网络连接器将该数据发送到另一实体，例如网络数据处理系统或网络存储设备。网络存储设备与其通过数据连接的网络所连接的任何实体在物理上是分开的，并且优选地位于与所连接的实体中的至少一个分开的位置。
网络数据处理系统能操作以从网络存储设备中的一个读取包装食品生产数据哈希树。
如本文所使用的术语“包装食品生产数据哈希树”是指包括与包装食品生产有关的数据事务的哈希树。包装食品生产数据哈希树可以包括多个单独的数据事务，每个单独的事务与食品数据记录有关，其中在多个食品包装机上已经创建了单独的数据事务。包装食品生产数据哈希树可以包括：第一多个单独的数据事务，每个都与第一食品包装机的硬件处理器创建的食品数据记录有关；以及第二多个单个的数据事务，每个都与由第二食品包装机的硬件处理器创建的食品数据记录有关，由此第一食品包装机和第二食品包装机可以位于同一工厂或位于不同位置的不同工厂。
包装食品生产数据哈希树可以具有哈希树的形式，其中由网络处理系统接收的食品数据事务形成初始节点。网络处理系统可以创建接收到的食品数据事务的哈希值，任选地结合网络处理系统的接收时间的时间戳或网络处理系统的唯一标识符或结合两者来创建接收到的食品数据事务的哈希值。包装食品生产数据哈希树可以包括与所接收的食品数据事务的子集相关的节点，例如，针对在特定时间间隔内接收到的那些食品数据事务或针对从同一食品包装机接收的那些食品数据事务的节点。可以通过计算累积的食品数据事务的哈希值来创建这样的节点。包装食品生产数据哈希树可以包括另外的节点，其通过计算与节点的累积子集有关的哈希值而创建，所述节点的累积子集与食品数据事务的子集相关联。食品数据事务哈希树可以包含顶部节点。食品数据事务哈希树的新的顶部节点可以通过计算与前一个顶部节点并且与自创建前一个顶部节点以来接收到的累积食品数据事务有关的哈希值来获得。食品数据事务哈希树可以包括哈希列表形式的顶部哈希节点的时间序列，其中最新的顶部节点用一个或多个先前顶部节点的哈希值标记。
网络数据处理系统还可以可操作的从第二网络存储设备(并且任选地从另一网络存储设备)读取包装食品生产数据哈希树。网络数据处理系统可以可操作的将从第一网络数据存储设备接收的第一包装食品生产数据哈希树与从第二网络数据存储设备接收的第二包装食品生产数据哈希树进行比较。可以通过比较接收到的包装食品生产数据哈希树的加密哈希来进行这种比较。在确定第一包装食品生产数据哈希树与第二包装食品生产数据哈希树不相同的情况下，网络数据处理系统可以可操作的输出警告。
在网络存储设备上没有存储先前存在的包装食品生产数据哈希树的情况下，网络数据处理系统可以能够初始化包装食品生产数据哈希树。
网络数据处理系统能操作以将接收到的食品数据事务附加到数据的包装食品生产数据哈希树。可以根据食品生产数据哈希树的预定义格式将食品数据事务附加到食品生产数据哈希树。将食品数据事务附加到食品生产数据哈希树的步骤可以包括以下步骤：创建接收到的食品数据事务的哈希值，任选地结合网络处理系统的接收时间的时间戳或网络处理系统的唯一标识符或结合两者来创建接收到的食品数据事务的哈希值。将食品数据事务附加到食品生产数据哈希树的步骤可以包括以下步骤：创建接收到的食品数据事务的哈希值，并将接收到的食品数据事务的哈希值与网络处理系统的接收时间的时间戳一起存储在与网络处理系统相关联的本地存储设备中。为了验证特定食品包装机的食品数据记录，因此可以将从该机器接收到的食品数据事务的哈希值与本地保存的值进行比较，并重新创建整个或部分食品生产数据哈希树以与以前保存的版本进行比较。
网络数据处理系统可以是可操作的以向连接的食品包装机的硬件处理器发送从当前存在于网络数据处理系统中的数据得出的数据记录。当创建随后的食品数据事务时，这样的数据可以由食品包装机中的硬件处理器包括。发送到与网络数据处理系统可操作地连接的每个食品包装机的数据记录可以相同或不同。发送到第一食品包装机的数据记录可以从包括与至少一个其他食品包装机，优选地多个或所有其他可操作连接的食品包装机有关的数据的数据中得出。
网络数据处理单元系统可操作以致使数据的附加的包装食品生产数据哈希树的相同实例分散存储在多个网络存储设备中。多个网络存储设备可以位于不同的位置，优选地每个网络存储设备在不同的位置。将网络存储设备保持在不同的位置将使所有网络存储设备在同一时间或被同一事件物理破坏的可能性很小。在不同位置的网络存储设备保持还可以允许网络存储设备由单独的独立实体进行(物理和电子)受控访问，从而对所有网络存储设备进行控制以试图篡改包装食品生产数据哈希树是很难的。为了验证未受损的包装食品生产数据哈希树，可以比较保存在所有网络存储设备上的包装食品生产数据哈希树。可以通过比较包含在树的节点中的哈希值来实现验证。
食品包装机的硬件处理器可操作以将食品数据事务发送到网络数据处理系统，以将食品数据事务附加到数据哈希树中。食品数据事务的发送可以以周期性的时间间隔进行，或者替代地可以以不规则的或随机选择的时间间隔进行。食品数据事务的发送可以由外部信号(例如从网络数据处理系统发送的信号)触发。
食品包装机的硬件处理器可操作以从网络数据处理系统接收附加的包装食品生产数据哈希树，其中附加的包装食品生产数据哈希树包括由网络数据处理系统附加到包装食品生产数据哈希树的食品数据事务。可以通过网络数据处理系统从多个网络存储设备中的至少一个获得包装食品生产数据哈希树。
在图1中，示出了根据本发明的食品包装机的一个示例性实施方案。食品包装机100包括包装材料供应模块110、食品供应模块120和填充模块130。该食品包装机还包括可操作地连接到包装材料供应模块110和食品供应模块120的硬件数据处理器140。该硬件数据处理器140可操作地连接到网络数据处理系统150。网络数据处理系统150进一步连接到多个单独的网络存储设备161和162。
在另一方面，本发明提供了一种食品包装机，其中，硬件数据处理器可以进一步可操作地连接到填充模块，以接收指示填充模块的至少一个操作参数的填充数据记录。
在图2中，示出了根据本发明的食品包装机的一个示例性实施方案。食品包装机100包括包装材料供应模块110、食品供应模块120和填充模块130。该食品包装机还包括可操作地连接到包装材料供应模块110、食品供应模块120以及填充模块130的硬件数据处理器140。该硬件数据处理器140可操作地连接到网络数据处理系统150。网络数据处理系统150进一步连接到多个单独的网络存储设备161和162。
在另一方面，本发明提供了一种食品包装机，其中食品包装机还包括网络存储设备中的一个。当网络存储设备布置在本地时，访问包装食品生产数据哈希树可能是有利的。另一个可能的优点是，网络存储设备可以受到与食品包装机和硬件数据处理器相同的物理和电子访问限制。
在图3中，示出了根据本发明的食品包装机的一个示例性实施方案。食品包装机100包括包装材料供应模块110、食品供应模块120和填充模块130。该食品包装机还包括可操作地连接到包装材料供应模块110、食品供应模块120和填充模块130的硬件数据处理器140。该硬件数据处理器140可操作地连接到网络数据处理系统150。网络数据处理系统150进一步连接到多个单独的网络存储设备161和162。食品包装机100包括网络存储设备162。
在另一方面，本发明提供了一种食品包装机，其中该硬件数据处理器可以进一步可操作地连接至与第一网络数据处理系统分开的第二网络数据处理系统。提供第二网络数据处理系统使得能够处理在至少两个不同的位置并且可能彼此独立的位置由硬件数据处理器发送的数据。在网络数据处理系统中的一个发生故障或不可用的情况下，可以使用冗余来避免系统故障。冗余可用于在网络数据处理系统之间提供工作负载平衡。网络数据处理系统可以以由外部实体或网络数据处理系统之一临时确定的预定顺序或随机顺序使用。
第二网络数据处理系统可以可操作地连接到多个网络存储设备。这种配置使得由第二网络数据处理系统产生的数据能分散存储。
第二网络数据处理单元中的每个可以可操作以从网络存储设备之一读取第二包装食品生产数据哈希树。第二网络数据处理单元每个可以可操作以将接收到的数据事务的块附加到第二包装食品生产数据哈希树。第二网络数据处理单元中的每一个可以可操作以致使分散存储的第一和第二包装食品生产数据哈希树的相同实例存储在网络存储设备中。
还可以使至少两个网络数据处理系统对由食品包装机的硬件数据处理器提供的数据执行相同的处理，以便可以比较结果。所得数据的比较使得能识别一个网络数据处理系统是否已经受损。能够识别受损数据与使食品安全数据防篡改有关。具有多于一个，优选大量的网络数据处理系统将要求攻击者获得对所有系统的控制，以便修改所有数据。只要一个网络数据处理系统生成的数据与另一网络数据处理系统生成的数据一发生偏差，就可以识别出攻击。
在图4中，示出了根据本发明的食品包装机的一个示例性实施方案。食品包装机100包括包装材料供应模块110、食品供应模块120和填充模块130。该食品包装机还包括硬件数据处理器140，其可操作地连接到包装材料供应模块110、食品供应模块120和填充模块130。硬件数据处理器140可操作地连接到第一网络数据处理系统151和第二网络数据处理系统152。第一网络数据处理系统151还连接到多个单独的网络存储设备161和162。第二网络数据处理系统152还连接到多个单独的网络存储设备163和164。
在图5中，示出了根据本发明的食品包装机的一个示例性实施方案。食品包装机100包括包装材料供应模块110、食品供应模块120和填充模块130。该食品包装机还包括硬件数据处理器140，其可操作地连接到包装材料供应模块110、食品供应模块120和填充模块130。硬件数据处理器140可操作地连接到第一网络数据处理系统151和第二网络数据处理系统152。网络数据处理系统151和152中的每一个进一步连接到多个单独的网络存储设备161和162。
在另一方面，本发明提供一种食品包装机，其中所述硬件数据处理器可以进一步可操作地连接到与所述第一网络数据处理单元分开的第二网络数据处理系统。第一和第二网络数据处理单元可以可操作地连接到多个网络存储设备。第一网络数据处理系统和第二网络数据处理单元系统可各自根据联合共识机制来操作，以将接收到的数据事务块附加到包装食品生产数据哈希树，并将附加的数据哈希树的相同实例分散存储在网络存储设备中。如本文中所使用的，术语“联合共识机制”是指一种机制，该机制能够以定义的确定性水平确保由第一和第二网络数据处理设备中的每一个创建的附加的哈希树相同，确认哈希树的预定规则，然后将该附加的哈希树发送到网络存储设备并保存在网络存储设备中。
联合共识机制的定义的确定性水平可以包括定义的安全性水平，其可以由计算相同哈希树的网络数据处理系统的定义的部分定义。每个网络数据处理系统可以可操作来附加哈希树，使得附加的哈希树包括标识已经计算了相同附加的哈希树的其他参与网络数据处理系统的信息。
联合共识机制的定义的确定性水平可以包括定义的活动性水平，该活动性水平可以由最终计算了附加哈希树的网络数据处理系统的定义部分来定义。每个网络数据处理系统可以可操作来附加哈希树，使得附加的哈希树包括标识在预定的时间量之后已经计算了附加的哈希树的其他参与网络数据处理系统的信息。
联合共识机制的定义的确定性水平可以包括定义的容错水平。定义的容错水平可以包括针对非参与网络数据处理系统的定义的容错水平。这些非参与网络数据处理系统可能已停止运行，或者受影响的系统之间的通信已中断。定义的容错水平可以包括针对拜占庭(Byzantine)故障的定义的容错水平，其中参与的网络数据处理系统提供不稳定地偏离期望的附加哈希树的附加哈希树。
许多合适的共识机制是本领域已知的，其基于执行专用指令集的硬件处理器，专用指令集包括但不限于工作证明、状态证明、经过时间证明、实际的拜占庭容错、SIEVE、交叉容错(XFT)、联合拜占庭协议(例如，波纹共识协议算法和恒星共识协议)以及Swirlds哈希图共识算法。
在另一方面，本发明提供了一种食品包装机，其中包装食品生产数据哈希树可以是分布式分类帐。如本文所使用的，术语“分布式分类帐”是指在网络存储设备之间共享、复制和同步的包装食品生产数据哈希树。分布式分类帐记录网络存储设备之间的食品数据事务。一个或多个网络数据处理装置可以对包装食品生产数据哈希树中的记录的更新进行支配并达成共识。分布式包装食品生产数据哈希树中的每个记录都可以带有时间戳和唯一的加密签名，从而使分类帐成为网络中所有食品数据事务的可审核历史。本领域中已知的分布式分类帐技术的许多合适的实现方式之一是开源的Hyperledger Fabric区块链。
在另一方面，本发明提供了一种食品包装机，其中数据哈希树是区块链。如本文所使用的术语“区块链”是指包装食品生产数据哈希树，其在网络存储设备之间共享、复制和同步，并且包括数据块。每个数据块至少包括来自第一食品包装机的第一食品数据事务和来自第二食品包装机的第二食品数据事务。每个块作为整体可以包括其整个数据内容的加密哈希。通过混合来自一个以上食品包装机(优选地来自大量食品包装机)的数据，创建累积数据的加密哈希增加了追溯更改包装食品生产数据哈希值树的难度。用于本发明的区块链可以是公共区块链，其中任何一方都可以建立网络数据处理系统或网络数据存储系统，并参与维护和管理包装食品生产数据哈希树。用于本发明的区块链可以是私有区块链，其中可以集中确定可以运行网络数据处理系统或网络数据存储系统并参与维护和管理包装食品生产数据哈希树的各方。私有区块链的一个优势是，可以在授予对区块链的访问权限之前验证参与区块链的各方的身份，并且可以跟踪每个参与者的合规性。
在另一方面，提供了一种食品包装机，其中，包装食品生产数据哈希树是半公共区块链。如本文中所使用的术语“半公共区块链”是指这样的区块链，其中基于预定的标准来许可通过运行网络数据处理系统或网络数据存储系统来参与区块链。为了保持包装食品生产数据哈希树的完整性，希望使得在区块链中能有大量参与者以使以恶意意图修改包装食品生产数据哈希树变得更难。食品包装机通常不能连续运行，而是需要定期关闭以进行清洁或维护。食品包装机有时会在机器零件出现故障时意外停止。在半公开的区块链中，有可能以参与者的身份加入以及在区块链运行时终止参与。半私有区块链的一个优势是，可以在授予对区块链的访问权限之前验证参与区块链的各方的身份，并且可以跟踪每个参与者的合规性。在本发明的半私有区块链中，区块链的实施可以由一个实体控制，例如通过设置治理和参与的规则以及通过向其他实体授予参与权来控制。在本发明的半私有区块链中，可以针对区块链的每个区块跟踪区块链参与者的数量和身份。
在另一方面，本发明提供了一种食品包装机，其中，待由硬件数据处理单元接收的食品数据包包括存储在食品生产数据哈希树中的事务，并且机器数据处理单元能操作以在创建食品数据事务之前用食品生产数据哈希树来验证食品数据包。为了使食品生产数据哈希树的数据内容保持尽可能完整和可追溯，有利的是，哈希树还包括与来自通过食品包装机填充到包装中的食品的食品生命周期的食品安全相关事件有关的数据事务。如本文所使用的术语“与食品安全相关事件有关的数据事务”是指包括来自从食品的任何成分的首次生产到在食品包装机中将食品填充到包装中的任何事件的数据的任何数据事务。此类数据包括食品成分的来源，收获或生产的时间和地点，食品存储或运输时的时间、地点和环境条件(例如温度和湿度)，控制食品成分的操作者或实体的身份，食品成分所面临的加工步骤和机器等。
在另一方面，本发明提供了一种食品包装机，其中，待由机器数据处理单元接收的包装材料数据包包括存储在食品生产数据哈希树中的事务，食品数据事务中包括的材料数据包可以包括存储在包装食品生产哈希树中的事务，并且机器数据处理单元可操作以在创建数据事务之前用包装食品生产哈希树验证材料数据包。为了使食品生产数据哈希树的数据内容尽可能完整和可追溯，有利的是，哈希树还包括与用于制造包装的包装材料的生命周期中的食品安全相关事件有关的数据事务，其中食品由食品包装机填充到包装中。如本文所使用的术语“与食品安全相关事件有关的数据事务”是指包括来自从包装材料的任何部件的首次生产到在食品包装机中将食品填充到包装中的任何事件的数据的任何数据事务。此类数据包括包装材料部件的来源，收获或生产的时间和地点，包装材料部件存储或运输时的时间、地点和环境条件(例如温度和湿度)，控制包装材料部件的操作者或实体的身份，食品成分所面临的加工步骤和机器，例如当生产层压包装材料时的最终层压处理，等等。
在另一方面，本发明提供了一种用于包装食品的系统，其包括多个食品包装机。每个食品包装机的机器硬件数据处理器单元可以可操作地连接到网络数据处理系统。网络数据处理系统可以可操作地连接到多个网络存储设备。在具有至少，优选至少10个，更优选至少100个食品包装机(其硬件处理器(例如硬件数据处理器)连接到相同的网络处理设备)的设置中，网络数据处理可以创建包装食品生产哈希树，其包括从每个连接的食品包装机接收的数据事务。这些数据事务可以彼此交织，例如通过包括至少两个组合的数据事务的哈希值而彼此交织，每个组合的数据事务从不同的食品包装机接收。网络数据处理系统可以位于与食品包装机所处的地点不同的地点。对网络数据处理系统的访问保护可能与应用于每个食品包装机(其包括在其中包含的网络存储设备)的访问保护会有所不同，并且可能会比应用于每个食品包装机(其包括在其中包含的网络存储设备)的访问保护严格。因此，一个实体可以控制包装食品生产哈希树的创建，因为用于创建哈希树的指令集仅需要存储在执行该指令的网络数据处理系统中。因此，该指令集可以对食品包装机的操作者保密。在创建包装食品生产哈希树时，网络数据处理系统可以创建一系列随机数，这些随机数被集成到包装食品生产哈希树中，从而形成哈希树中哈希值的一部分。如果不了解这些系列的随机数，就无法重新创建包装食品生产哈希树。为了追溯修改包装食品生产哈希树，将需要访问系列的随机数，这些随机数也可以对包装食品生产哈希树保密。
在图6中，示出了根据本发明的用于包装食品的包括两个食品包装机的系统的一个示例性实施方案。第一食品包装机101包括包装材料供应模块111、食品供应模块121和填充模块131。该食品包装机还包括硬件数据处理器141，其可操作地连接到包装材料供应模块111、食品供应模块121以及填充模块131。第二食品包装机102包括包装材料供应模块112、食品供应模块122和填充模块132。食品包装机还包括硬件数据处理器142，其可操作地连接到包装材料供应模块112、食品供应模块122和填充模块132。第一食品包装机101的硬件数据处理器141和第二食品包装机102的硬件数据处理器142都可操作地连接到网络数据处理系统150。网络数据处理系统150还连接到多个单独的网络存储装置161和162。
在另一方面，本发明提供了一种用于包装食品的包括多个食品包装机的系统，其中每个食品包装机包括一个网络存储设备。通过使食品包装机包括一个网络存储设备，可以使网络存储设备的位置与食品包装机的位置一样多样。因此，网络存储设备的保护可以与连接到网络数据处理设备的食品包装机的保护相同。用于包装食品的系统可以包括多个，优选至少10个，更优选至少100个的食品包装机，由此每个食品包装机包括一个网络存储设备。因此，每个将其数据贡献给包装食品生产哈希树的食品包装机也具有哈希树的本地副本。因此，可以参考本地存储的包装食品生产哈希树来验证每个本地机器的食品安全数据。作为第二验证步骤，可以将本地存储的包装食品生产哈希树与存储在与至少一个(优选地多个)其他机器相关联的网络存储设备上的包装食品生产哈希树进行比较。这些其他机器可以位于与第一食品包装机器的位置分开的位置，并且可以由独立且不同的访问保护系统保护。追溯修改包装的食品生产哈希树将因此需要获得对至少大部分网络存储设备的访问权限。
在图7中，示出了根据本发明的用于包装食品的包括两个食品包装机的系统的一个示例性实施方案。第一食品包装机101包括包装材料供应模块111、食品供应模块121和填充模块131。该食品包装机还包括硬件数据处理器141，其可操作地连接到包装材料供应模块111、食品供应模块121以及填充模块131。第二食品包装机102包括包装材料供应模块112、食品供应模块122和填充模块132。食品包装机还包括硬件数据处理器142，其可操作地连接到包装材料供应模块112、食品供应模块122和填充模块132。第一食品包装机101的硬件数据处理器141和第二食品包装机102的硬件数据处理器142都可操作地连接到网络数据处理系统150。网络数据处理系统150还连接到多个单独的网络存储装置161和162。第一食品包装机101包括第一网络存储设备161。第二食品包装机102包括第二网络存储设备162。
在另一方面，本发明提供了一种用于包装食品的包括多个食品包装机的系统，其中每个食品包装机包括网络数据处理系统和网络存储设备。因此，可以利用相同的访问控制来保护每个网络数据处理系统，该访问控制还保护食品包装机和包括在同一机器中的网络存储设备。食品包装机中的每个硬件数据处理器可以可操作地连接到网络数据处理装置中的每个。可操作的连接是直接的或可以是间接的，例如经由一个或多个其他网络数据处理系统。网络数据处理系统可以是可操作的以在每个其他网络数据处理系统之间分配接收到的数据。每个硬件数据处理器可以直接且可操作地连接到与硬件数据处理器包含在同一食品包装机中的网络数据处理系统。网络数据处理单元可以可操作地连接到网络存储设备。
在图8中，示出了根据本发明的用于包装食品的包括两个食品包装机的系统的一个示例性实施方案。第一食品包装机101包括包装材料供应模块111、食品供应模块121和填充模块131。该食品包装机还包括硬件数据处理器141，其可操作地连接到包装材料供应模块111、食品供应模块121以及至填充模块131。第二食品包装机102包括包装材料供应模块112、食品供应模块122和填充模块132。食品包装机还包括硬件数据处理器142，其可操作地连接到包装材料供应模块112、食品供应模块122和填充模块132。第一食品包装机101的硬件数据处理器141和第二食品包装机102的硬件数据处理器142都可操作地连接到第一网络数据处理系统151和第二网络数据处理系统152。网络数据处理系统151和152还连接到多个单独的网络存储装置161和162。第一食品包装机101包括第一网络数据处理系统151和第一网络存储设备161。第二食品包装机102包括第二网络数据处理系统152和第二网络存储设备162。
在另一方面，本发明提供了一种用于包装食品的系统，该系统包括多个食品包装机，其中，数据处理单元中的每一个均可以根据联合共识算法进行操作，以将接收到的数据事务块附加到包装食品生产哈希树上。因此，这种包装食品生产哈希树的追溯重新创建或修改需要访问大多数网络处理设备，以便通过共识算法克服保护。网络数据处理系统可以储存在不同的位置，优选地广泛分开的位置，更优选地另外被独立地保护以免受未经授权的物理和远程访问。附加的包装食品生产哈希树的相同实例可以分散地存储在网络存储设备中。因此，可以参考本地存储的包装食品生产哈希树来验证每个本地机器的食品安全数据。作为第二验证步骤，可以将本地存储的包装食品生产哈希树与存储在与至少一个(优选地多个)其他机器相关联的网络存储设备上的包装食品生产哈希树进行比较。这些其他机器可以位于与第一食品包装机器的位置分开的位置，并且可以由独立且不同的访问保护系统保护。追溯修改包装的食品生产哈希树将因此需要获得对至少大部分网络存储设备的访问权限。
在另一方面，本发明提供了一种用于在食品包装机中跟踪数据的方法。该食品包装机包括包装材料供应模块、食品供应模块和填充模块。食品包装机还包括可操作地连接到包装材料供应模块并且可操作地连接到食品供应模块的硬件数据处理器。硬件数据处理器进一步可操作地连接到网络数据处理系统。网络数据处理系统可操作地连接到多个单独的网络存储设备。网络数据处理系统可操作以从网络存储设备中的一个读取包装食品生产数据哈希树，将数据事务附加到包装的食品生产数据哈希树，并且致使附加的包装食品生产数据哈希树的相同实例分散存储在多个网络存储设备中。
本文所述的食品包装机及其变型中的每一个都适合于执行用于在食品包装机中跟踪数据的方法。
参考图9所示的方法的示例性实施方案，用于在食品包装机中跟踪数据的方法1000包括步骤1010：包装材料供应模块向填充模块供应包装材料。该方法包括步骤1020：填充模块由包装材料形成成型包装。该方法包括步骤1030：硬件处理器(例如，硬件数据处理器140)接收包装材料数据记录，该包装材料数据记录指示当前提供给填充模块的包装材料批次。该方法包括步骤1040：食品供应模块向填充模块供应食品。该方法包括步骤1050：填充模块将食品填充到包装中。该方法包括步骤1060：硬件处理器接收指示当前提供给填充模块的食品批次的食品数据记录。该方法包括步骤1070：硬件处理器创建食品数据事务，该食品数据事务从包括以下内容的数据得出：时间戳，其识别所述填充部分将供应的食品填充到已成型的包装中的时间；机器数据记录，其识别所述填充模块或所述食品包装机；所述食品数据记录中的全部或部分；以及所述包装材料数据记录中的全部或部分。该方法包括步骤1080：硬件处理器将食品数据事务发送到网络数据处理系统，以将该数据事务附加到包装的食品生产数据哈希树中。该方法包括步骤1090：填充模块密封已填充的包装。该方法包括步骤1100：填充模块输出已密封、成型和填充的包装。该方法的步骤不一定需要以上述和图9所示的顺序执行，而是可以以任何其他合适的顺序排列。
该方法可以包括从网络数据处理系统接收附加的包装食品生产数据哈希树，其中附加的包装食品生产数据哈希树包括由网络数据处理系统附加到包装食品生产数据哈希树中的食品数据事务。可以通过网络数据处理系统从多个网络存储设备中的至少一个获得包装食品生产数据哈希树。
本文中参照本发明的食品包装机和本发明的用于生产包装食品的系统描述的所有变型和细节在细节上作必要修改后也适用于在食品包装机中跟踪数据的方法。
在另一方面，本发明提供了一种计算机程序，该计算机程序包括致使本文所述的任何食品包装机的硬件处理器(例如，硬件数据处理器)执行用于跟踪食品数据事务的方法的步骤的指令。
在另一方面，本发明提供了一种用于在包括第一食品包装机和第二食品包装机的食品包装机系统中跟踪数据的方法。第一食品包装机包括第一包装材料供应模块、第一食品供应模块、第一填充模块。第二食品包装机包括第二包装材料供应模块、第二食品供应模块和第二填充模块。第一食品包装机还包括可操作地连接到第一包装材料供应模块并且可操作地连接到第一食品供应模块的第一硬件数据处理器。第二食品包装机还包括可操作地连接到第二包装材料供应模块并且可操作地连接到第二食品供应模块的硬件数据处理器(例如，第二硬件数据处理器)。第一硬件处理器和第二硬件处理器可操作地连接到网络数据处理系统。网络数据处理系统可操作地连接到多个单独的网络存储设备。该网络数据处理系统可操作以从网络存储设备中的一个读取包装食品生产数据哈希树，将数据事务附加到包装食品生产数据哈希树，并且使得经附加的包装食品生产数据哈希树的相同实例分散存储在多个网络存储设备中。
本文所述的用于生产包装食品的系统及其变型中的每一个都适合于执行用于在食品包装机中跟踪数据的方法。
参考图10所示的过程的示例性实施例，根据本发明的用于在食品包装机的系统中跟踪数据的方法2000包括步骤2010：第一包装材料供应模块向第一填充模块供应包装材料。该方法包括步骤2020：第一填充模块由包装材料形成第一成型包装。该方法包括步骤2030：第一硬件处理器接收指示当前提供给第一填充模块的包装材料批次的第一包装材料数据记录。该方法包括步骤2040：第二包装材料供应模块向第二填充模块供应包装材料。该方法包括步骤2050：第二填充模块由包装材料形成第二成型包装。该方法包括步骤2060：第二硬件处理器接收第二包装材料数据记录，该第二包装材料数据记录指示当前提供给填充模块的包装材料批次。该方法包括步骤2070：第一食品供应模块向填充模块供应食品。该方法包括步骤2080：第一填充模块将食品填充到第一包装中。该方法包括步骤2090：第一硬件处理器接收指示当前供应给第一填充模块的食品批次的第一食品数据记录。该方法包括步骤2100：第一硬件处理器创建第一食品数据事务，该第一食品数据事务从包括以下内容的数据得出：时间戳，其识别所述第一填充部分将供应的食品填充到第一成型的包装中的时间；机器数据记录，其识别所述第一填充模块或所述第一食品包装机；所述第一食品数据记录中的全部或部分；以及所述第一包装材料数据记录中的全部或部分。该方法包括步骤2110：第一硬件处理器将第一食品数据事务发送到网络数据处理系统，以将该数据事务附加到包装食品生产数据哈希树。该方法包括步骤2120：第二食品供应模块向第二填充模块供应食品。该方法包括步骤2130：第二填充模块将食品填充到第二包装中。该方法包括步骤2140：第二硬件处理器接收第二食品数据记录，该第二食品数据记录指示当前提供给填充模块的食品批次。该方法包括步骤2150：第二硬件处理器创建第二食品数据事务，该第二食品数据事务从包括以下内容的数据得出：时间戳，其识别所述第二填充部分将供应的食品填充到第二成型的包装中的时间；机器数据记录，其识别所述第二填充模块或所述第二食品包装机；所述第二食品数据记录中的全部或部分；以及所述第二包装材料数据记录中的全部或部分。该方法包括步骤2160：第二硬件处理器将第二食品数据事务发送到网络数据处理系统，以将该数据事务附加到包装食品生产数据哈希树。该方法包括步骤2170：第一填充模块密封已填充的第一包装。该方法包括步骤2180：第一填充模块输出已密封、成型和填充的第一包装。该方法包括步骤2190：第二填充模块密封已填充的第二包装。该方法包括步骤2200：第二填充模块输出已密封、成型和填充的第二包装。该方法的步骤不一定需要以上述和图10所示的顺序执行，而是可以以任何其他合适的顺序排列。
本文中参照本发明的食品包装机和本发明的用于生产包装食品的系统描述的所有变型和细节在细节上作必要修改后也适用于在用于包装食品的系统中跟踪数据的方法。
在另一方面，本发明提供了一种计算机程序，该计算机程序包括致使本文所述的用于包装食品的任何系统中的第一食品包装机中的硬件处理器执行由第一食品包装机执行的用于追踪食品数据事务的方法的步骤。
根据本公开的方法和产品的实施方案(食品包装机、用于包装食品的系统)在以下各条款中列出：
条款1.
一种食品包装机(100)，其包括：
·包装材料供应模块(110)，
·食品供应模块(120)，
·填充模块(130)；
所述填充模块能操作以：
·由通过所述包装材料供应模块供应的包装材料形成包装，
·将由所述食品供应模块供应的食品填充至已形成的所述包装中，
·密封已填充的所述包装，
·输出已密封、形成和填充的所述包装；
其特征在于
所述食品包装机还包括硬件数据处理器(140)，其
·能操作地连接到所述包装材料供应模块，以接收指示当前供应给所述填充模块的包装材料批次的包装材料数据记录，
·能操作地连接到所述食品供应模块，以接收指示当前供应给所述填充模块的食品批次的食品数据记录，
·能操作以创建食品数据事务，该食品数据事务是从包含以下内容的数据得出的：
○时间戳，其识别所述填充模块将供应的所述食品填充到已形成的所述包装中的时间，
○机器数据记录，其识别所述填充模块或所述食品包装机，
○所述食品数据记录中的全部或部分，
○所述包装材料数据记录中的全部或部分，
·能操作地连接到网络数据处理系统(150)，
○所述第网络数据处理系统能操作地连接到多个分开的网络存储设备(161、162)，
○所述第网络数据处理系统能操作以：
■从所述网络存储设备中的一个读取包装食品生产数据哈希树，
■将数据事务附加到所述包装食品生产数据哈希树中，
·致使经附加的所述包装食品生产数据哈希树的相同实例分散存储在所述多个网络存储设备中，
·能操作以将所述食品数据事务发送到所述网络数据处理系统，以将所述数据事务附加到所述包装食品生产数据哈希树中。
条款2.
根据条款2所述的食品包装机(100)，
其中
所述硬件数据处理器(140)进一步能操作地连接到所述填充模块(130)，以接收指示所述填充模块的至少一个操作参数的填充数据记录，
并且其中
所述硬件数据处理器能操作以创建从进一步包括所述填充数据记录中的全部或部分的数据得出的食品数据事务。
条款3.
根据条款1至2所述的食品包装机(100)，其中，
所述食品包装机还包括网络存储设备(162)中的一个。
条款4.
根据条款1至3中任一项所述的食品包装机(100)，其中，
·所述硬件数据处理器(140)进一步能操作地连接到与第一网络数据处理系统(151)分开的第二网络数据处理系统(152)，
·所述第二网络数据处理系统能操作地连接到多个网络存储设备(163、164)，
·所述第二网络数据处理系统能操作以：
○从所述网络存储设备中的一个读取第二包装食品生产数据哈希树，
○将接收到的数据事务块附加到所述第二包装食品生产数据哈希树，
○致使所述第二包装食品生产数据哈希树的相同实例分散存储在所述网络存储设备中。
条款5.
根据条款1至4中任一项所述的食品包装机(100)，其中，
·每个食品包装机的所述硬件数据处理器(141、142)能操作地连接到所述网络数据处理系统(150)，并且
·所述网络数据处理系统能操作地连接到多个网络存储设备。
条款12.
根据条款11所述的用于包装食品的包括多个食品包装机(101、102)的系统，
其中，
所述食品包装机中的每一个包括所述网络存储设备(161、162)中的一个。
条款13.
根据条款11或12所述的用于包装食品的包括多个食品包装机(101、102)的系统，其中
·所述食品包装机中的每一者：
○包括网络数据处理系统，
○包括网络存储设备，
·所述食品包装机中的所述硬件数据处理器中的每一个能操作地连接到所有的所述网络数据处理系统，
·网络数据处理系统中的每一个都能操作地连接到所述网络存储设备。
条款14.
根据条款11至13中任一项所述的用于包装食品的包括多个食品包装机(101、102)的系统，
其中
·所述网络数据处理系统每一个都能根据联合共识算法进行操作，以将接收到的数据事务块附加到所述包装食品生产哈希树中，
·将经附加的所述包装食品生产哈希树的相同实例分散存储在所述网络存储设备中。
条款15.
一种在根据条款1至10中任一款所述的食品包装机中跟踪食品数据事务的方法，
其特征在于
该方法包括所述硬件处理器进行的以下步骤：
·接收指示当前供应给所述填充模块的包装材料批次的包装材料数据记录，
·接收指示当前供应给所述填充模块的食品批次的食品数据记录，
·创建食品数据事务，该食品数据事务从包含以下内容的数据得出：
○时间戳，其识别所述填充部分将供应的所述食品填充到已形成的所述包装中的时间，
○机器数据记录，其识别所述填充模块或所述食品包装机，
○所述食品数据记录中的全部或部分，
○所述包装材料数据记录中的全部或部分，
·将所述食品数据事务发送到所述网络数据处理系统，以将所述数据事务附加到所述包装食品生产数据哈希树中。
条款16.
一种计算机程序，其包括致使根据条款1至10中的任一条款所述的食品包装机中的硬件数据处理器执行根据条款15所述的用于跟踪食品数据事务的方法的步骤的指令。
条款17.
一种用于在根据条款11至14中任一条款所述的用于包装食品的系统中跟踪食品数据事务的方法，所述用于包装食品的系统包括根据条款1至10中任一条款所述的第一食品包装机和根据条款1至10中任一条款所述的第二食品包装机，
其特征在于
该方法包括以下步骤：
·所述第一硬件处理器接收指示当前供应给第一填充模块的包装材料批次的第一包装材料数据记录，
·所述第一硬件处理器接收指示当前供应给第一填充模块的食品批次的第一食品数据记录，
·所述第一硬件处理器创建第一食品数据事务，该第一食品数据事务从包含以下内容的数据得出：
○时间戳，其识别第一填充部分将与第一食品数据记录相关的所供应的食品填充到由与第一包装材料数据记录相关的包装材料制成的第一成型包装中的时间，
○识别第一填充模块或第一食品包装机的机器数据记录，
○第一食品数据记录中的全部或部分，
○第一包装材料数据记录中的全部或部分，
·第一硬件处理器将第一食品数据事务发送到网络数据处理系统，以将数据事务附加到包装食品生产数据哈希树中，
·第二硬件处理器接收指示当前供应给填充模块的包装材料批次的第二包装材料数据记录，
·第二硬件处理器接收指示当前供应给填充模块的食品批次的第二食品数据记录，
·第二硬件处理器创建第二食品数据事务，该第二食品数据事务从包含以下内容的数据得出：
○时间戳，其识别第二填充部分将与第二食品数据记录相关的所供应的食品填充到由与第一包装材料数据记录相关的包装材料制成的第二成型包装中的时间，
○识别第二填充模块或第二食品包装机的机器数据记录，
○第二食品数据记录中的全部或部分，
○第二包装材料数据记录中的全部或部分，
·第二硬件处理器将第二食品数据事务发送到网络数据处理系统，以将数据事务附加到包装食品生产数据哈希树中。
条款18.
一种计算机程序，该计算机程序包括致使在根据条款11至14中任一条款所述的用于包装食品的系统中的第一食品包装机中的硬件处理器执行根据条款17所述的由第一食品包装机执行的用于跟踪食品数据事务的方法的步骤的指令。

Claims (16)

1.一种食品包装机(100)，其包括：
·包装材料供应模块(110)，
·食品供应模块(120)，
·填充模块(130)；
所述填充模块能操作以：
·由通过所述包装材料供应模块供应的包装材料形成包装，
·将由所述食品供应模块供应的食品填充至已形成的所述包装中，
·密封已填充的所述包装，
·输出已密封、形成和填充的所述包装；
其特征在于
所述食品包装机还包括硬件数据处理器(140)，其
·能操作地连接到所述包装材料供应模块，以接收指示当前供应给所述填充模块的包装材料批次的包装材料数据记录，
·能操作地连接到所述食品供应模块，以接收指示当前供应给所述填充模块的食品批次的食品数据记录，
·能操作以创建食品数据事务，该食品数据事务是从包含以下内容的数据得出的：
ο时间戳，其识别所述填充模块将供应的所述食品填充到已形成的所述包装中的时间，
ο机器数据记录，其识别所述填充模块或所述食品包装机，
ο所述食品数据记录中的全部或部分，
ο所述包装材料数据记录中的全部或部分，
·能操作地连接到网络数据处理系统(150)，
·能操作以将所述食品数据事务发送到所述网络数据处理系统，以将所述食品数据事务附加到所述包装食品生产数据哈希树中。
2.根据权利要求1所述的食品包装机(100)，
其中
所述硬件数据处理器(140)进一步能操作地连接到所述填充模块(130)，所述硬件数据处理器能操作以接收指示所述填充模块的至少一个操作参数的填充数据记录，
并且其中
所述硬件数据处理器能操作以创建从进一步包括所述填充数据记录中的全部或部分的数据得出的所述食品数据事务。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的食品包装机(100)，其中，
所述食品包装机还包括能操作地连接到所述网络数据处理系统的多个网络存储设备(161、162)中的一个。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的食品包装机(100)，其中，
·所述硬件数据处理器(140)进一步能操作地连接到与第一网络数据处理系统(151)分开的第二网络数据处理系统(152)，所述第一网络数据处理系统(151)和所述第二网络数据处理系统(152)作为所述网络数据处理系统(150)，
·所述第二网络数据处理系统能操作地连接到多个网络存储设备(163、164)，
·所述第二网络数据处理系统能操作以
ο从所述网络存储设备中的一个读取第二包装食品生产数据哈希树，
ο将接收到的数据事务块附加到所述第二包装食品生产数据哈希树，
ο致使所述第二包装食品生产数据哈希树的相同实例分散存储在所述网络存储设备中。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的食品包装机(100)，其中，
·所述硬件数据处理器(140)进一步能操作地连接到与所述网络数据处理系统(151)分开的第二网络数据处理系统(152)，
·所述第一网络数据处理系统和所述第二网络数据处理系统能操作地连接到所述多个网络存储设备(161)，
·所述第一网络数据处理系统和所述第二数据处理系统均能根据联合共识机制进行操作，以：
ο将接收到的数据事务块附加到所述包装食品生产数据哈希树，
ο将经附加的所述数据哈希树的相同实例分散存储在所述网络存储设备中。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的食品包装机(100)，
其中
所述包装食品生产数据哈希树是分布式分类帐。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的食品包装机(100)，其中，
所述包装食品生产数据哈希树是区块链。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的食品包装机(100)，
其中
所述包装食品生产数据哈希树是半公开的区块链。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的食品包装机(100)，
其中
待由所述硬件数据处理器(140)接收的食品数据包包括存储在所述食品生产数据哈希树中的事务，以及
所述硬件数据处理器(140)能操作以在创建所述食品数据事务之前用所述食品生产数据哈希树验证所述食品数据包。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的食品包装机(100)，
其中
待由所述硬件数据处理器(140)接收的所述材料数据包包括存储在所述食品生产数据哈希树中的事务，以及
所述硬件数据处理器能操作以在创建所述食品数据事务之前用所述食品生产数据哈希树验证所述材料数据包。
11.一种用于包装食品的包括多个根据权利要求1-10中任一项所述的食品包装机(101、102)的系统，
其中
·每个食品包装机的所述硬件数据处理器(141、142)能操作地连接到所述网络数据处理系统(150)，并且
·所述网络数据处理系统能操作地连接到多个网络存储设备。
12.根据权利要求11所述的用于包装食品的包括多个食品包装机(101、102)的系统，
其中，
所述食品包装机中的每个包括所述网络存储设备(161、162)中的一个。
13.根据权利要求11至12中任一项所述的用于包装食品的包括多个食品包装机(101、102)的系统，其中
·所述食品包装机中的每一者
ο包括网络数据处理系统，
ο包括网络存储设备，
·所述食品包装机中的所述硬件数据处理器中的每一个都能操作地连接到所有的所述网络数据处理系统，
·网络数据处理系统中的每一个都能操作地连接到所述网络存储设备。
14.权利要求11至13中任一项所述的用于包装食品的包括多个食品包装机(101、102)的系统，
其中
·所述网络数据处理系统每个都能根据联合共识算法进行操作，以将接收到的数据事务块附加到所述包装食品生产哈希树中，
·将经附加的所述包装食品生产哈希树的相同实例分散存储在所述网络存储设备中。
15.一种由食品包装机(100)执行的用于在包括硬件数据处理器(140)的所述食品包装机(100)中跟踪食品数据事务的方法，
其特征在于
该方法包括所述硬件数据处理器(140)进行的以下步骤：
·接收指示当前供应给所述填充模块的包装材料批次的包装材料数据记录，
·接收指示当前供应给所述填充模块的食品批次的食品数据记录，
·创建食品数据事务，该食品数据事务从包含以下内容的数据得出：
ο时间戳，其识别所述填充部分将供应的所述食品填充到已形成的所述包装中的时间，
ο机器数据记录，其识别所述填充模块或所述食品包装机，
ο所述食品数据记录中的全部或部分，
ο所述包装材料数据记录中的全部或部分，
·将所述食品数据事务发送到所述网络数据处理系统，以将所述数据事务附加到所述包装食品生产数据哈希树中。
16.一种计算机程序，其包括致使食品包装机中的硬件数据处理器执行根据权利要求15所述的用于跟踪食品数据事务的方法的步骤的指令。
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