CN112153151B - 一种基于区块链的智能制造车间安全管理方法及系统 - Google Patents

一种基于区块链的智能制造车间安全管理方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于区块链的智能制造车间安全管理方法及系统，身份设备，用于向监管设备发送身份签名和身份信息；用于向监管设备发送二次身份签名和二次获取身份信息；监管设备，用于在确定身份签名和身份信息合法后，将身份签名和身份信息上传至云设备；用于将第一时间和第二时间上传至云设备；云设备，用于将身份签名、身份信息、第一时间和第二时间进行绑定，形成身份时间链。通过监管设备、云设备三个设备结合形成智能制造车间安全管理系统，将其与区块链结合，进行去中心化，可以准确获知工人进出车间时间节点，且该信息无需验证即是可信的。为整个车间的安全管理提升等级。杜绝人为因素或设备因素导致的记录错误的安全隐患。

Description

一种基于区块链的智能制造车间安全管理方法及系统
技术领域
本发明属于车间管理系统技术领域，尤其涉及一种基于区块链的智能制造车间安全管理方法及系统。
背景技术
区块链随着技术成熟，越来越多的运用在各种领域中。区块链具有多方协同、数据可溯源、不可篡改等特征，可以在多方参与的流程中不依赖于第三方就能达到信任的基础。从而区块链作为一项新兴技术且其特征，使得其应用于任何领域中都会带来安全性的提升。
虽然本领域技术人员一直在努力，但是由于区块链技术依旧没有足够成熟到运用到任意领域中，因此导致现有区块链与其他领域的结合均属于尝试中。
为此本发明研发一种区块链与车间管理相结合的技术，来实现车间安全管理升级。
发明内容
为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键／重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
本发明采用如下技术方案：
在一些可选的实施例中，基于区块链的智能制造车间安全管理方法，包括：
身份设备获取身份信息；
身份设备利用初定哈希算法对身份信息进行计算得到身份摘要，并利用身份私钥对身份摘要进行加密，得到身份签名；
身份设备将身份签名和身份信息发送给监管设备；
监管设备从区块链上获取与身份私钥对应的身份公钥；
监管设备利用身份公钥验证身份签名和身份信息的合法性；
监管设备在确定身份签名和身份信息合法后，将身份签名和身份信息上传至云设备；
身份设备二次获取身份信息；
身份设备利用终定哈希算法对二次获取身份信息进行计算得到二次身份摘要，并利用二次身份私钥对二次身份摘要进行加密，得到二次身份签名；
身份设备将二次身份签名和二次获取身份信息发送给监管设备；
监管设备从区块链上获取与二次身份私钥对应的二次身份公钥；
监管设备利用二次身份公钥验证二次身份签名和二次获得身份信息的合法性；
监管设备在确定二次身份签名和二次获得身份信息合法后，确定二次获取身份信息与身份信息的一致性；
监管设备在确定二次获取身份信息与身份信息的一致性后，生成第二时间；
监管设备采集将身份签名和身份信息上传至云设备时的第一时间；
监管设备将第一时间和第二时间上传至云设备；
所述云设备将身份签名、身份信息、第一时间和第二时间进行绑定，生成身份时间链。
其中，还包括，所述云设备利用独立哈希算法对身份时间链进行计算得到身份时间链摘要，并将身份时间链摘要存储于区块链中。
其中，还包括：
所述监管设备从云设备下载获得身份时间链；
所述监管设备从区块链中获取身份时间链摘要；
所述监管设备通过独立哈希算法对下载获得的身份时间链进行计算得到下载获得的身份时间链摘要；
所述监管设备比对身份时间链摘要和下载获得的身份时间链摘要是否一致；
若一致则身份时间链可信。
其中，所述身份信息包括姓名、性别、身份证号、职位。
一种基于区块链的智能制造车间安全管理系统，包括：
身份设备，用于向监管设备发送身份签名和身份信息；用于向监管设备发送二次身份签名和二次获取身份信息；
监管设备，用于在确定身份签名和身份信息合法后，将身份签名和身份信息上传至云设备；用于将第一时间和第二时间上传至云设备；
云设备，用于将身份签名、身份信息、第一时间和第二时间进行绑定，形成身份时间链。
其中，所述身份设备包括：
采集单元，用于采集身份信息和二次获取身份信息；
第一计算子单元，用于利用初定哈希算法对身份信息进行计算得到身份摘要，并利用身份私钥对身份摘要进行加密，得到身份签名；
第二计算子单元，利用终定哈希算法对二次获取身份信息进行计算得到二次身份摘要，并利用二次身份私钥对二次身份摘要进行加密，得到二次身份签名；
发送单元，用于将身份签名和身份信息发送给监管设备；和将二次身份签名和二次获取身份信息发送给监管设备；
其中，所述监管设备包括：
接收单元，用于接收发送单元发送的信息；
获取单元，用于从区块链上获取与身份私钥对应的身份公钥；从区块链上获取与二次身份私钥对应的二次身份公钥；从云设备下载获得身份时间链；从区块链中获取身份时间链摘要；采集将身份签名和身份信息上传至云设备时的第一时间；
验证单元，用于利用身份公钥验证身份签名和身份信息的合法性；利用二次身份公钥验证二次身份签名和二次获得身份信息的合法性；在确定二次身份签名和二次获得身份信息合法后，确定二次获取身份信息与身份信息的一致性；比对身份时间链摘要和下载获得的身份时间链摘要是否一致；
生成单元，用于在确定二次获取身份信息与身份信息的一致性后，生成第二时间；
上传单元；用于在确定身份签名和身份信息合法后，将身份签名和身份信息上传至云设备；将第一时间和第二时间上传至云设备；
第三计算子单元，用于通过独立哈希算法对下载获得的身份时间链进行计算得到下载获得的身份时间链摘要。
其中，所述云设备包括：
存储单元，用于将接收到的身份签名和身份信息存储；将接收到的第一时间和第二时间存储；
绑定单元，用于将身份签名、身份信息、第一时间和第二时间进行绑定；
第四计算子单元，用于利用独立哈希算法对身份时间链进行计算得到身份时间链摘要。
其中，所述身份设备、所述监管设备及所述云设备均包括用于与区块链进行信息交互的收发模块。
本发明所带来的有益效果：身份设备可用于进出车间的人员识别，通过监管设备、云设备三个设备结合形成智能制造车间安全管理系统，将其与区块链结合，进行去中心化，可以准确获知工人进出车间时间节点，且该信息无需验证即是可信的。为整个车间的安全管理提升等级。杜绝人为因素或设备因素导致的记录错误的安全隐患。
附图说明
图1为本发明一种基于区块链的智能制造车间安全管理方法的信令交互图；
图2为本发明一种基于区块链的智能制造车间安全管理方法其中一种实施方法的信令交互图；
图3为本发明一种基于区块链的智能制造车间安全管理系统的结构示意图。
具体实施方式
以下描述和附图充分地展示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。
在一些说明性的实施例中，如图1-2所示，基于区块链的智能制造车间安全管理方法，包括：
身份设备获取身份信息；所述身份信息包括姓名、性别、身份证号、职位等信息。身份设备获取身份信息的方法可有多种，例如将若干身份信息预先存储在身份设备内，每个身份信息对应的设有指纹信息。身份设备只要采集到指纹信息，则可以立刻获知与之对应的身份信息。根据实际情况选取可行的方案即可。
身份设备利用初定哈希算法对身份信息进行计算得到身份摘要，并利用身份私钥对身份摘要进行加密，得到身份签名；初定哈希算法可为经典的哈希算法，可以根据实际需求在若干哈希算法中选取一个即可。
身份设备将身份签名和身份信息发送给监管设备；
监管设备从区块链上获取与身份私钥对应的身份公钥；身份公钥是储存在区块链上的因此身份公钥可认定为安全的可信的。身份公钥可以由身份设备预先存储在区块链中的。
监管设备利用身份公钥验证身份签名和身份信息的合法性；身份设备运用处定哈希算法对接受到的身份信息进行计算获得对应的摘要，若身份信息没有被篡改，对应的摘要应对与身份摘要一致。然后在利用身份公钥对接收到的身份签名进行解密。可以获得与该身份签名对应的摘要。如果身份签名没有被修改，那么该身份签名对应的摘要与身份摘要相同。然后可以进一步比对该身份签名对应的摘要和对应的摘要，两者如果一模一样则可以相信接受到的身份签名和身份信息都是正确的没有被修改过的。
监管设备在确定身份签名和身份信息合法后，将身份签名和身份信息上传至云设备；通过云设备的记录保存，避免区块链保存大量数据导致计算速度变慢，整个系统响应时间过长。
身份设备二次获取身份信息；二次获取身份的方式可同上一次获取身份信息步骤。
身份设备利用终定哈希算法对二次获取身份信息进行计算得到二次身份摘要，并利用二次身份私钥对二次身份摘要进行加密，得到二次身份签名；终定哈希算法也为可选取经典哈希算法中的一种，终定哈希算法与初定哈希算法可以为相同的哈希算法也可以为不同的哈希算法，优选为不同的哈希算法。
身份设备将二次身份签名和二次获取身份信息发送给监管设备；
监管设备从区块链上获取与二次身份私钥对应的二次身份公钥；
监管设备利用二次身份公钥验证二次身份签名和二次获得身份信息的合法性；合法性的验证可以同身份公钥和身份签名的合法性验证方法。
监管设备在确定二次身份签名和二次获得身份信息合法后，确定二次获取身份信息与身份信息的一致性；具体的就是比对二次获取身份信息与身份信息的内容是否相同。
监管设备在确定二次获取身份信息与身份信息的一致性后，生成第二时间；
监管设备采集将身份签名和身份信息上传至云设备时的第一时间；
监管设备将第一时间和第二时间上传至云设备；
所述云设备将身份签名、身份信息、第一时间和第二时间进行绑定，生成身份时间链。该完整的身份时间链就可以作为工人在车间内的活动时间链，该数据是可以认为是可信的，且篡改是可被发现的。
为了当车间发生问题需要追溯时，获得可信的工人的身份时间链的方法为：其中，还包括，所述云设备利用独立哈希算法对身份时间链进行计算得到身份时间链摘要，并将身份时间链摘要存储于区块链中。独立哈希算法可选经典哈希算法中的一种，优选与初定哈希算法和终定哈希算法都不相同。
其中，还包括：所述监管设备从云设备下载获得身份时间链；
所述监管设备从区块链中获取身份时间链摘要；
所述监管设备通过独立哈希算法对下载获得的身份时间链进行计算得到下载获得的身份时间链摘要；
所述监管设备比对身份时间链摘要和下载获得的身份时间链摘要是否一致；
若一致则身份时间链可信。因此从云设备下载得到的身份时间链可以作为可信任的证据。
如图3所示，一种基于区块链的智能制造车间安全管理系统，包括：
身份设备，用于向监管设备发送身份签名和身份信息；用于向监管设备发送二次身份签名和二次获取身份信息；
所述身份设备包括：
采集单元，用于采集身份信息和二次获取身份信息；
第一计算子单元，用于利用初定哈希算法对身份信息进行计算得到身份摘要，并利用身份私钥对身份摘要进行加密，得到身份签名；
第二计算子单元，利用终定哈希算法对二次获取身份信息进行计算得到二次身份摘要，并利用二次身份私钥对二次身份摘要进行加密，得到二次身份签名；
发送单元，用于将身份签名和身份信息发送给监管设备；和将二次身份签名和二次获取身份信息发送给监管设备；
监管设备，用于在确定身份签名和身份信息合法后，将身份签名和身份信息上传至云设备；用于将第一时间和第二时间上传至云设备；
所述监管设备包括：
接收单元，用于接收发送单元发送的信息；
获取单元，用于从区块链上获取与身份私钥对应的身份公钥；从区块链上获取与二次身份私钥对应的二次身份公钥；从云设备下载获得身份时间链；从区块链中获取身份时间链摘要；采集将身份签名和身份信息上传至云设备时的第一时间；
验证单元，用于利用身份公钥验证身份签名和身份信息的合法性；利用二次身份公钥验证二次身份签名和二次获得身份信息的合法性；在确定二次身份签名和二次获得身份信息合法后，确定二次获取身份信息与身份信息的一致性；比对身份时间链摘要和下载获得的身份时间链摘要是否一致；
生成单元，用于在确定二次获取身份信息与身份信息的一致性后，生成第二时间；
上传单元；用于在确定身份签名和身份信息合法后，将身份签名和身份信息上传至云设备；将第一时间和第二时间上传至云设备；
第三计算子单元，用于通过独立哈希算法对下载获得的身份时间链进行计算得到下载获得的身份时间链摘要。
云设备，用于将身份签名、身份信息、第一时间和第二时间进行绑定，形成身份时间链。
所述云设备包括：
存储单元，用于将接收到的身份签名和身份信息存储；将接收到的第一时间和第二时间存储；
绑定单元，用于将身份签名、身份信息、第一时间和第二时间进行绑定；
第四计算子单元，用于利用独立哈希算法对身份时间链进行计算得到身份时间链摘要。
其中，所述身份设备、所述监管设备及所述云设备均包括用于与区块链进行信息交互的收发模块。
本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。

Claims (6)

1.基于区块链的智能制造车间安全管理方法，其特征在于，包括：
身份设备获取身份信息；
身份设备利用初定哈希算法对身份信息进行计算得到身份摘要，并利用身份私钥对身份摘要进行加密，得到身份签名；
身份设备将身份签名和身份信息发送给监管设备；
监管设备从区块链上获取与身份私钥对应的身份公钥；
监管设备利用身份公钥验证身份签名和身份信息的合法性；
监管设备在确定身份签名和身份信息合法后，将身份签名和身份信息上传至云设备；
身份设备二次获取身份信息；
身份设备利用终定哈希算法对二次获取身份信息进行计算得到二次身份摘要，并利用二次身份私钥对二次身份摘要进行加密，得到二次身份签名；
身份设备将二次身份签名和二次获取身份信息发送给监管设备；
监管设备从区块链上获取与二次身份私钥对应的二次身份公钥；
监管设备利用二次身份公钥验证二次身份签名和二次获得身份信息的合法性；
监管设备在确定二次身份签名和二次获得身份信息合法后，确定二次获取身份信息与身份信息的一致性；
监管设备在确定二次获取身份信息与身份信息的一致性后，生成第二时间；
监管设备采集将身份签名和身份信息上传至云设备时的第一时间；
监管设备将第一时间和第二时间上传至云设备；
所述云设备将身份签名、身份信息、第一时间和第二时间进行绑定，生成身份时间链。
2.如权利要求1所述的基于区块链的智能制造车间安全管理方法，其特征在于，还包括，所述云设备利用独立哈希算法对身份时间链进行计算得到身份时间链摘要，并将身份时间链摘要存储于区块链中。
3.如权利要求2所述的基于区块链的智能制造车间安全管理方法，其特征在于，还包括：
所述监管设备从云设备下载获得身份时间链；
所述监管设备从区块链中获取身份时间链摘要；
所述监管设备通过独立哈希算法对下载获得的身份时间链进行计算得到下载获得的身份时间链摘要；
所述监管设备比对身份时间链摘要和下载获得的身份时间链摘要是否一致；
若一致则身份时间链可信。
4.如权利要求3所述的基于区块链的智能制造车间安全管理方法，其特征在于，所述身份信息包括姓名、性别、身份证号、职位。
5.一种基于区块链的智能制造车间安全管理系统，其特征在于，包括：
身份设备，用于向监管设备发送身份签名和身份信息；用于向监管设备发送二次身份签名和二次获取身份信息；
监管设备，用于在确定身份签名和身份信息合法后，将身份签名和身份信息上传至云设备；用于将第一时间和第二时间上传至云设备；
云设备，用于将身份签名、身份信息、第一时间和第二时间进行绑定，形成身份时间链；
所述身份设备包括：
采集单元，用于采集身份信息和二次获取身份信息；
第一计算子单元，用于利用初定哈希算法对身份信息进行计算得到身份摘要，并利用身份私钥对身份摘要进行加密，得到身份签名；
第二计算子单元，利用终定哈希算法对二次获取身份信息进行计算得到二次身份摘要，并利用二次身份私钥对二次身份摘要进行加密，得到二次身份签名；
发送单元，用于将身份签名和身份信息发送给监管设备；和将二次身份签名和二次获取身份信息发送给监管设备；
所述监管设备包括：
接收单元，用于接收发送单元发送的信息；
获取单元，用于从区块链上获取与身份私钥对应的身份公钥；从区块链上获取与二次身份私钥对应的二次身份公钥；从云设备下载获得身份时间链；从区块链中获取身份时间链摘要；采集将身份签名和身份信息上传至云设备时的第一时间；
验证单元，用于利用身份公钥验证身份签名和身份信息的合法性；利用二次身份公钥验证二次身份签名和二次获得身份信息的合法性；在确定二次身份签名和二次获得身份信息合法后，确定二次获取身份信息与身份信息的一致性；比对身份时间链摘要和下载获得的身份时间链摘要是否一致；
生成单元，用于在确定二次获取身份信息与身份信息的一致性后，生成第二时间；
上传单元，用于在确定身份签名和身份信息合法后，将身份签名和身份信息上传至云设备；将第一时间和第二时间上传至云设备；
第三计算子单元，用于通过独立哈希算法对下载获得的身份时间链进行计算得到下载获得的身份时间链摘要；
所述云设备包括：
存储单元，用于将接收到的身份签名和身份信息存储；将接收到的第一时间和第二时间存储；
绑定单元，用于将身份签名、身份信息、第一时间和第二时间进行绑定；
第四计算子单元，用于利用独立哈希算法对身份时间链进行计算得到身份时间链摘要；
利用独立哈希算法对身份时间链进行计算得到身份时间链摘要。
6.如权利要求5所述的一种基于区块链的智能制造车间安全管理系统，其特征在于，所述身份设备、所述监管设备及所述云设备均包括用于与区块链进行信息交互的收发模块。
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