CN112365261A - 一种基于区块链的数据溯源方法及系统 - Google Patents

一种基于区块链的数据溯源方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于区块链的数据溯源方法，包括以下：获取用户的区块服务商入驻请求，确定用户入驻之后为用户分配1个区块服务器，并由N个所述区块服务器、区块浏览器以及共享溯源数据接口共同组成区块链网络；通过共识算法找寻区块服务器进行记账，并发放Token至所述区块服务器，进行记账的区块服务器将记录有商品的商品信息以及商品图片加密生成区块，并同步至区块链网络中的其他区块服务器中，其他区块服务器验证后将所述区块添加至自己的数据库，完成上传商品的商品信息以及商品图片的信息更新同步。并通过采用结合Token奖励机制的DPoS算法对商品信息进行记录，能够大量节约矿池过于集中，电费耗费过大且共识过程长的问题，并确保了溯源信息的安全。

Description

一种基于区块链的数据溯源方法及系统
技术领域
本发明涉及数据安全领域，尤其涉及一种基于区块链的数据溯源方法及系统。
背景技术
区块链技术是以去中心化思维为主要设计逻辑，多个不同角色的服务器进行数据互相多次校验，核对每一份数据的一致性，防止数据被非法篡改。达到保证数据一致性，且无去中心化操控的可信任目的。该技术广泛应用于“社会信任”领域，以技术的形式，达成互相一致信任，节省各项成本支出。
区块链信任机制：
一，区块链不同于常见的中心化信息存储机构，去中心化的特性决定了区块链由众多
节点共同维护数据的开放性和平等性。
二，验证过的信息添加至区块链将会被永久储存，单个节点将无法实现对数据的修改，
所以区块链的数据稳定性更高，并具有不可篡改性和不可抵赖性。
三，任何人都可以在公开的接口或区块浏览器查询区块链的数据，在整个系统中分享和交换数据，因此区块链保持了系统信息的高度开放性和透明性。
就目前塑料原材料市场来看，市场依然充斥着许多“假塑料原材料”。一旦买到“假料”，这不仅给工厂带来了生产上的麻烦，还会因为产品合格率降低导致企业重大亏损。
通常“假料”主要有以次充好、回收料充当原厂材料、假包装材料等等，这令许多塑料产品生产工厂蒙受了巨大的亏损，且在行业内较为普遍，是一种长期的恶性循环。
发明内容
本发明的目的是为了至少解决现有技术的不足之一，提供一种基于区块链的数据溯源方法及系统。
为了实现上述目的，本发明采用以下的技术方案：
具体的，提出一种基于区块链的数据溯源方法，包括以下：
获取用户的区块服务商入驻请求，确定用户入驻之后为用户分配1个区块服务器，并由N个所述区块服务器、区块浏览器以及共享溯源数据接口共同组成区块链网络；
用户通过共享溯源数据接口上传商品的商品信息以及商品图片，区块浏览器为所述商品生成唯一的Token；
通过共识算法找寻区块服务器进行记账，并发放Token至所述区块服务器，进行记账的区块服务器将记录有所述商品的商品信息以及商品图片加密生成区块，并同步至区块链网络中的其他区块服务器中，其他区块服务器验证后将所述区块添加至自己的数据库，完成上传商品的商品信息以及商品图片的信息更新同步；
通过查询任意所述区块服务器中记录的区块信息以对商品进行溯源。
进一步，上述共识算法具体为DPoS算法。
进一步，所述Token的价格与区块服务器的数量N建立有映射关系，当区块服务器的数量N确定时所述Token的价格确定，且拥有所述Token的区块服务器对应的用户能够自行转让所述Token。
进一步，在上述方法中，还会过滤未能通过共识算法的商品的相关数据，并定位未能通过共识算法的商品的相关数据的信息源IP，将所述信息源IP呈现在当日的总结日志中。
进一步，上述创建的每个区块的结构包括两部分，
区块头，所述区块头包括6个部分，第一部分version，记录了区块头的版本号，用于跟踪软件或协议的更新，第二部分prevBlockHash，记录了该区块的上一个区块的Hash地址，第三部分merkleRoot，记录了该区块中交易的merkle树根的哈希值，第四部分time，记录了该区块的创建时间戳，第五部分difficultyTarget，记录了该区块链工作量证明难度目标，第六部分nonce，记录了用于证明工作量的计算参数；
区块体，所述区块体包括3个部分，第一部分numTransactionsBytes，记录了交易数量占用的字节数，第二部分numTransactions，记录了区块内的交易数量，第三部分transactions，记录了区块内存的所有交易的相关数据信息。
进一步，所述区块体具体为Merkle树结构，其构建具体包括以下：
区块体的构建具体的包括以下：
叶子节点：TreeNoden(i)＝hash(trans_record_data(i))，其中i∈{1-N}，N为交易记录总数；n＝log2(N)+1为Merkle树高度；
非叶子节点：TreeNodem(i)＝hash(TreeNodem+1(2i)||TreeNodem+1(2i-1))，其中m每次减1，循环执行，直到m＝＝1即根节点TreeNode1(1)。
进一步，在所述方法中还包括智能合约部署，其流程具体包括以下：
启动以太坊节点geth，通过Solidity进行智能合约的编写，使用solc编译器将编写好的合约代码转换成以太坊虚拟机位码，将编译好的合约代码部署到网上，使用web3.js库所提供的JavaScript API接口来调用合约。
本发明还提出一种基于区块链的数据溯源系统，其特征在于，包括，
第一运行模块，用于获取用户的区块服务商入驻请求，确定用户入驻之后为用户分配1个区块服务器，并由N个所述区块服务器、区块浏览器以及共享溯源数据接口共同组成区块链网络；
第二运行模块，用于在用户通过共享溯源数据接口上传商品的商品信息以及商品图片，控制区块浏览器为所述商品生成唯一的Token；
第三运行模块，用于通过共识算法找寻区块服务器进行记账，并发放Token至所述区块服务器，进行记账的区块服务器将记录有所述商品的商品信息以及商品图片加密生成区块，并同步至区块链网络中的其他区块服务器中，其他区块服务器验证后将所述区块添加至自己的数据库，完成上传商品的商品信息以及商品图片的信息更新同步；
第四运行模块，用于通过查询任意所述区块服务器中记录的区块信息以对商品进行溯源。
本发明还提出一种计算机可读存储的介质，所述计算机可读存储的介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述方法的步骤。
本发明的有益效果为：
本发明能够通过与愿意入驻的用户及其关联的区块服务器、区块浏览器以及共享溯源数据接口共同组成区块链网络，并通过采用结合Token奖励机制的DPoS算法对商品信息进行记录，能够大量节约矿池过于集中，电费耗费过大且共识过程长的问题，并确保了溯源信息的安全。
附图说明
图1所示为本发明一种基于区块链的数据溯源方法流程图；
图2所示为本发明一种基于区块链的数据溯源系统的结构框图；
图3所示为本发明的区块链网络的建立示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。附图中各处使用的相同的附图标记指示相同或相似的部分。
参照图1，实施例1，本发明提出一种基于区块链的数据溯源方法，包括以下：
获取用户的区块服务商入驻请求，确定用户入驻之后为用户分配1个区块服务器，并由N个所述区块服务器、区块浏览器以及共享溯源数据接口共同组成区块链网络；
用户通过共享溯源数据接口上传商品的商品信息以及商品图片，区块浏览器为所述商品生成唯一的Token；
通过共识算法找寻区块服务器进行记账，并发放Token至所述区块服务器，进行记账的区块服务器将记录有所述商品的商品信息以及商品图片加密生成区块，并同步至区块链网络中的其他区块服务器中，其他区块服务器验证后将所述区块添加至自己的数据库，完成上传商品的商品信息以及商品图片的信息更新同步；
通过查询任意所述区块服务器中记录的区块信息以对商品进行溯源。
本实施例1能够通过与愿意入驻的用户及其关联的区块服务器、区块浏览器以及共享溯源数据接口共同组成区块链网络，并通过采用结合Token奖励机制的DPoS算法对商品信息进行记录，能够大量节约矿池过于集中，电费耗费过大且共识过程长的问题，并确保了溯源信息的安全。
作为本发明的优选实施方式，上述共识算法具体为DPoS算法。
作为本发明的优选实施方式，所述Token的价格与区块服务器的数量N建立有映射关系，当区块服务器的数量N确定时所述Token的价格确定，且拥有所述Token的区块服务器对应的用户能够自行转让所述Token。
作为本发明的优选实施方式，在上述方法中，还会过滤未能通过共识算法的商品的相关数据，并定位未能通过共识算法的商品的相关数据的信息源IP，将所述信息源IP呈现在当日的总结日志中。
作为本发明的优选实施方式，上述创建的每个区块的结构包括两部分，
区块头，所述区块头包括6个部分，第一部分version，记录了区块头的版本号，用于跟踪软件或协议的更新，第二部分prevBlockHash，记录了该区块的上一个区块的Hash地址，第三部分merkleRoot，记录了该区块中交易的merkle树根的哈希值，第四部分time，记录了该区块的创建时间戳，第五部分difficultyTarget，记录了该区块链工作量证明难度目标，第六部分nonce，记录了用于证明工作量的计算参数；
区块体，所述区块体包括3个部分，第一部分numTransactionsBytes，记录了交易数量占用的字节数，第二部分numTransactions，记录了区块内的交易数量，第三部分transactions，记录了区块内存的所有交易的相关数据信息。
作为本发明的优选实施方式，所述区块体具体为Merkle树结构，其构建具体包括以下：
区块体的构建具体的包括以下：
叶子节点：TreeNoden(i)＝hash(trans_record_data(i))，其中i∈{1-N}，N为交易记录总数；n＝log2(N)+1为Merkle树高度；
非叶子节点：TreeNodem(i)＝hash(TreeNodem+1(2i)||TreeNodem+1(2i-1))，其中m每次减1，循环执行，直到m＝＝1即根节点TreeNode1(1)。
作为本发明的优选实施方式，在所述方法中还包括智能合约部署，其流程具体包括以下：
启动以太坊节点geth，通过Solidity进行智能合约的编写，使用solc编译器将编写好的合约代码转换成以太坊虚拟机位码，将编译好的合约代码部署到网上，使用web3.js库所提供的JavaScriptAPI接口来调用合约。
参照图2，实施例2，本发明还提出一种基于区块链的数据溯源系统，其特征在于，包括，
第一运行模块，用于获取用户的区块服务商入驻请求，确定用户入驻之后为用户分配1个区块服务器，并由N个所述区块服务器、区块浏览器以及共享溯源数据接口共同组成区块链网络；
第二运行模块，用于在用户通过共享溯源数据接口上传商品的商品信息以及商品图片，控制区块浏览器为所述商品生成唯一的Token；
第三运行模块，用于通过共识算法找寻区块服务器进行记账，并发放Token至所述区块服务器，进行记账的区块服务器将记录有所述商品的商品信息以及商品图片加密生成区块，并同步至区块链网络中的其他区块服务器中，其他区块服务器验证后将所述区块添加至自己的数据库，完成上传商品的商品信息以及商品图片的信息更新同步；
第四运行模块，用于通过查询任意所述区块服务器中记录的区块信息以对商品进行溯源。
本实施例2在应用了上述数据溯源方法后，能够通过与愿意入驻的用户及其关联的区块服务器、区块浏览器以及共享溯源数据接口共同组成区块链网络，并通过采用结合Token奖励机制的DPoS算法对商品信息进行记录，能够大量节约矿池过于集中，电费耗费过大且共识过程长的问题，并确保了溯源信息的安全。
参照图3，以下为搜料网的具体使用实例介绍：
搜料网通过基于自研去中心化算法，结合区块数据浏览器和共享溯源数据接口，形成了一整套溯源产品需求的信任机制。
任何组织都可以申请加入搜料网区块服务商，为数据交互及存储提供保障，搜料网通过自主研发的区块浏览器查询服务商数据交互状态，提供用户访问区块信息的接口。
使用流程：
1.用户通过区块公开接口上传商品信息及图片，区块浏览器为该商品生成一个全球唯一Token，并支付一定的Token使用费用，采用性能优先随机算法将商品信息加密同步至各个区块服务商中保存。
2.保存在服务商中的token使用dpos算法进行核对记账并发放一定数量的token给提供记账的服务商。
3.多个用户通过区块浏览器搜索token信息，校验核对该数据一致性。
特点及优势：
1.token价格为区块服务商数量而自动生成的固定价格，防止炒作。
2.服务商通过保存数据获得的token可在区块浏览器中直接出售给新用户。
3.搜料网dpos共识算法可以提供每秒1万次以上的溯源码申请请求及浏览数据交互，性能远超普通服务器。
4.通过多个服务商将区块信息加密保存至区块服务商中的服务器内，保证了数据的一致性和准确性，且数据不可篡改。
本发明还提出一种计算机可读存储的介质，所述计算机可读存储的介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述方法的步骤。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例中的方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。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，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储的介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。
尽管本发明的描述已经相当详尽且特别对几个所述实施例进行了描述，但其并非旨在局限于任何这些细节或实施例或任何特殊实施例，而是应当将其视作是通过参考所附权利要求考虑到现有技术为这些权利要求提供广义的可能性解释，从而有效地涵盖本发明的预定范围。此外，上文以发明人可预见的实施例对本发明进行描述，其目的是为了提供有用的描述，而那些目前尚未预见的对本发明的非实质性改动仍可代表本发明的等效改动。
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。

Claims (9)

1.一种基于区块链的数据溯源方法，其特征在于，包括以下：
获取用户的区块服务商入驻请求，确定用户入驻之后为用户分配1个区块服务器，并由N个所述区块服务器、区块浏览器以及共享溯源数据接口共同组成区块链网络；
用户通过共享溯源数据接口上传商品的商品信息以及商品图片，区块浏览器为所述商品生成唯一的Token；
通过共识算法找寻区块服务器进行记账，并发放Token至所述区块服务器，进行记账的区块服务器将记录有所述商品的商品信息以及商品图片加密生成区块，并同步至区块链网络中的其他区块服务器中，其他区块服务器验证后将所述区块添加至自己的数据库，完成上传商品的商品信息以及商品图片的信息更新同步；
通过查询任意所述区块服务器中记录的区块信息以对商品进行溯源。
2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的数据溯源方法，其特征在于，上述共识算法具体为DPoS算法。
3.根据权利要求1所述的一种基于区块链的数据溯源方法，其特征在于，所述Token的价格与区块服务器的数量N建立有映射关系，当区块服务器的数量N确定时所述Token的价格确定，且拥有所述Token的区块服务器对应的用户能够自行转让所述Token。
4.根据权利要求1所述的一种基于区块链的数据溯源方法，其特征在于，在上述方法中，还会过滤未能通过共识算法的商品的相关数据，并定位未能通过共识算法的商品的相关数据的信息源IP，将所述信息源IP呈现在当日的总结日志中。
5.根据权利要求4所述的一种基于区块链的数据溯源方法，其特征在于，上述创建的每个区块的结构包括两部分，
区块头，所述区块头包括6个部分，第一部分version，记录了区块头的版本号，用于跟踪软件或协议的更新，第二部分prevBlockHash，记录了该区块的上一个区块的Hash地址，第三部分merkleRoot，记录了该区块中交易的merkle树根的哈希值，第四部分time，记录了该区块的创建时间戳，第五部分difficultyTarget，记录了该区块链工作量证明难度目标，第六部分nonce，记录了用于证明工作量的计算参数；
区块体，所述区块体包括3个部分，第一部分numTransactionsBytes，记录了交易数量占用的字节数，第二部分numTransactions，记录了区块内的交易数量，第三部分transactions，记录了区块内存的所有交易的相关数据信息。
6.根据权利要求1所述的一种基于区块链的数据溯源方法，其特征在于，所述区块体具体为Merkle树结构，其构建具体包括以下：
区块体的构建具体的包括以下：
叶子节点：TreeNoden(i)＝hash(trans_record_data(i)),其中i∈{1N}，N为交易记录总数；n＝log2(N)+1为Merkle树高度；
非叶子节点：TreeNodem(i)＝hash(TreeNodem+1(2i)||TreeNodem+1(2i-1))，其中m每次减1，循环执行，直到m＝＝1即根节点TreeNode1(1)。
7.根据权利要求1所述的一种基于区块链的数据溯源方法，其特征在于，在所述方法中还包括智能合约部署，其流程具体包括以下：
启动以太坊节点geth，通过Solidity进行智能合约的编写，使用solc编译器将编写好的合约代码转换成以太坊虚拟机位码，将编译好的合约代码部署到网上，使用web3.js库所提供的JavaScript API接口来调用合约。
8.一种基于区块链的数据溯源系统，其特征在于，包括，
第一运行模块，用于获取用户的区块服务商入驻请求，确定用户入驻之后为用户分配1个区块服务器，并由N个所述区块服务器、区块浏览器以及共享溯源数据接口共同组成区块链网络；
第二运行模块，用于在用户通过共享溯源数据接口上传商品的商品信息以及商品图片，控制区块浏览器为所述商品生成唯一的Token；
第三运行模块，用于通过共识算法找寻区块服务器进行记账，并发放Token至所述区块服务器，进行记账的区块服务器将记录有所述商品的商品信息以及商品图片加密生成区块，并同步至区块链网络中的其他区块服务器中，其他区块服务器验证后将所述区块添加至自己的数据库，完成上传商品的商品信息以及商品图片的信息更新同步；
第四运行模块，用于通过查询任意所述区块服务器中记录的区块信息以对商品进行溯源。
9.一种计算机可读存储的介质，所述计算机可读存储的介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述方法的步骤。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113254539A (zh) * 2021-06-29 2021-08-13 北京航空航天大学 一种基于区块链的数据记录溯源系统及方法

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