CN112417031A - 利用区块链的上下文物联网 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于将运输中的对象的IoT数据和与该IoT数据和/或该对象相关联的商业上下文写入区块链的系统和方法。在一个示例中，该方法可以包括接收处于多方交易过程中的对象的传感器数据，基于该对象在多方交易过程中的当前位置来识别该对象的动态上下文，生成包括接收到的该对象的传感器数据和识别出的该对象的动态上下文的数据块，并将该数据块存储在不可变分布式账本上的区块链内。

Description

利用区块链的上下文物联网
技术领域
本说明书涉及区块链领域，具体涉及利用区块链的物联网。
背景技术
相对于传统的中心化数据库，区块链提供了显著的优势。例如，在中心化数据库中，单个实体控制着数据。相比之下，在区块链中，没有单个实体控制数据，而是去中心化的对等节点组(通常是不可信方)必须在数据可被添加到区块链之前达成一致。作为另一示例，区块链本身存储在在对等节点之间复制的分布式账本中，使得它比中心化数据库更容错(即，由于缺少单点故障)。区块链还提供了提高的安全性，因为区块本身通过创建不可变(即，防篡改)账本的哈希来相互链接。
当今复杂的商业网络可能涉及交易流中的多方。例如，供应链可以包括产品的初始、已完成项目的交付以及其间的每一步。供应链还可以包括设计师、制造商、仓库、分销商、零售商等。供应链的每一方都有其自己的一套利益和责任，并且各方可能不信任对方。因此，如果交付产品时出现问题，所涉及的各方可能会对问题的原因及他们各自在解决问题中的责任提出争议。需要一种改进的机制来管理多方交易流和与之相关联的相应数据。
发明内容
鉴于上述问题而提出了本公开。本公开提供了一种用于管理物联网对象的计算系统和方法、以及非暂时性计算机可读介质。
根据本公开的一个方面，提供了一种用于管理运输对象的计算系统，包括：网络接口，被配置为接收处于多方交易过程中的对象的传感器数据；以及处理器，被配置为基于在所述多方交易过程中所述对象的当前位置来识别所述对象的动态上下文，生成包括所接收的所述对象的传感器数据、和所识别的所述对象的动态上下文的数据块，并且将所述数据块存储在分布式账本上的区块链内。
根据本公开的另一个方面，提供了一种用于管理运输对象的方法，包括：接收处于多方交易过程中的对象的传感器数据；基于所述对象在所述多方交易过程中的当前位置来识别所述对象的动态上下文；生成数据块，所述数据块包括所接收的所述对象的传感器数据和所识别的所述对象的动态上下文；以及将所述数据块存储在分布式账本上的区块链内。
根据本公开的另一个方面，提供了一种存储指令的非暂时性计算机可读介质，当所述指令被处理器执行时，使得计算机执行：接收处于多方交易过程中的对象的传感器数据；基于在所述多方交易过程中所述对象的当前位置来识别所述对象的动态上下文；生成数据块，所述数据块包括所接收的所述对象的传感器数据和所识别的所述对象的动态上下文；以及将所述数据块存储在分布式账本上的区块链内。
要理解的是，前面的一般描述和下面的详细描述两者都是示例性的，并且意图在于提供要求保护的技术的进一步说明。
附图说明
参考以下结合附图的详细描述，示例实施例的特征和优点以及实现这些特征和优点的方式将变得更加明显。
图1A是示出根据示例实施例的包括物联网(Internet of Things，IoT)平台的架构的图。
图1B是示出根据示例实施例的由图1A中的IoT平台的区块链写入器执行的过程的图。
图2是示出根据示例实施例的与区块链通信的多方交易过程的图。
图3A是示出根据示例实施例的在IoT区块链上存储区块的过程的图。
图3B是示出根据示例实施例的数据块的结构的图。
图4是示出根据示例实施例的生成和存储区块链上的对象的上下文数据的方法的图。
图5是示出了根据示例实施例的在本文的示例中使用的计算系统的图。
在整个附图和详细描述中，除非另有描述，否则相同的附图标记将被理解为指代相同的元素、特征和结构。为了清楚、说明和/或方便，这些元素的相对尺寸和描绘可能被放大或调整。
具体实施方式
在以下描述中，阐述了具体细节，以便提供对各种示例实施例的透彻理解。应当理解，对实施例的各种修改对于本领域技术人员来说是显而易见的，并且在不脱离本公开的精神和范围的情况下，本文定义的一般原理可以应用于其他实施例和应用。此外，在以下描述中，出于解释的目的阐述了许多细节。然而，本领域普通技术人员应该理解，可以在不使用这些具体细节的情况下实践实施例。在其他情况下，没有示出或描述众所周知的结构和过程，以免不必要的细节模糊了描述。因此，本公开不旨在限于示出的实施例，而是符合与本文公开的原理和特征一致的最宽范围。
多方商业过程，诸如供应链等，经常涉及多个不可信方一起进行合作。在供应链的示例中，各方通常在产品(诸如制成品)的生产和分销中执行顺序动作。供应链可以包括从产品初始、原材料转换、产品制造、产品存储、产品分销、产品供应、产品零售等所有方面。随着产品在供应链中的过渡，它可能会从一方进展到另一方。在更复杂的供应链中，产品可能会在能够获得剩余价值的地方重新进入供应链。
冷链是一种类型的供应链，其中要求所涉及的各方将产品保持在指定的温度范围内或以其他方式保持在温度受控的环境中。温度调节产品的示例包括易腐食物、化学成分、药品等。当这些物品在差/不良状况下被供应或被购买时，很难将责任归咎于一方或是另一方，因为很难确定产品何时变差的，以及谁应对该劣化负责。
示例实施例提供了一种物联网(IoT)区块链系统，该系统在诸如供应链的共同交易过程中所涉及的不同(且通常不可信)方之间提供了自动化且不可变的透明度。在多方过程中，不同方可以在产品的制造、分销、存储、供应、零售等方面扮演不同的角色。如本文所述，产品包括有形对象，诸如食物、衣服、原材料、化学品、药物等。IoT区块链可以接收在对象移动通过多方交易过程时捕获的对象的传感器数据。每一方可以包括能够测量产品的数据属性(温度、地理位置、压力、湿度等)的读取器和/或其他设备，并将测量数据发送到IoT区块链的主机平台。作为响应，区块链写入器可以自动将传感器数据添加到IoT区块链。这里，IoT区块链可以托管在一个平台上，该平台是多方交易中所涉及的不同方的中心或以其他方式从多方交易中所涉及的不同方接收数据。因此，当从一方移动到下一方时，每一方都可以将数据上传到区块链。
此外，IoT区块链系统可以分析传感器数据、主数据、第三方数据和其他数据源，以生成关于在过程中对象在当前位置处的商业相关上下文。IoT区块链可以结合商业上下文触发传感器数据的存储。因此，在对象通过多方交易过程的多个“手”逐步行进期间，IoT区块链可以提供不可变传感器数据以及与传感器数据相关联的相关上下文。区块链为产品损坏的根本原因提供了不可变证明，它不受任何一个职权(authority)的控制，并且这在所涉及的各方之间没有达成共识的情况下不能修改。
传感器数据可以包括任何类型的时间序列数据，诸如温度、湿度、压力、移动(随时间的地理位置)等。IoT区块链可以将传感器读数与上下文相关联，例如，对象中包括的材料类型、在其上进行对象运输的运输工具(卡车、火车、飞机、轮船等)的标识符、销售订单标识符、拥有对象的当前商业方等等。上下文可以提供传感器数据的商业视图，从而使用户能够既知道物理测量，又知道与该测量相关联的一方。
此外，IoT区块链可以实施在进入多方交易过程前由所涉及的各方一致同意的约束/规则。当传感器数据反馈到平台时，IoT区块链系统可以确定在过程中的任何时候是否违反了这些约束。例如，IoT区块链可以检测到产品存储在高于其所需温度的温度持续超过预定约束的时间段，并在违反(breach)发生时生成实时通知参与者该违约的通知。这允许各方取消合约、采取补救动作、确定损坏等。
区块链是一种数据库技术(即，分布式账本)，它使参与者(即，节点)能够保存存储数据的副本。例如，多方交易中所涉及的每一方可以包括区块链上的节点。此外，区块链中还可以包括其他方，诸如保险公司等。区块链节点可以是分布式的，从而创建一个去中心化网络。区块链功能(诸如从区块链读取数据、向区块链写入数据、从区块链复制数据等)以参与者对存储在链上的数据的完整性和真实性感到满意的方式进行管理。这些场景假设参与者可以访问链数据或可以获得对链数据的访问。
区块链包括类似于分布式账本的不可变数据结构，能够在相互不可信方之间维护记录。分布式账本可能会被覆盖，诸如链中的少数分支，但这种动作必须获得区块链参与者的一致同意。不可信方在本文被称为对等体或对等节点。每个对等体可以维护数据库记录的副本，并且在分布式对等体之间没有达成共识的情况下，任何单个对等体都不能修改数据库记录。例如，对等体可以执行共识协议来验证区块链存储交易，将存储交易分组为区块，并在区块上构建哈希链。为了保持一致性，由于是必要的，该过程通过对存储交易进行排序来形成账本。在各种实施例中，可以使用许可的(permissioned)和/或未许可的(permissionless)区块链。许可的区块链数据库提供了共享共同整体过程但彼此不完全信任的一组实体之间的安全交互，诸如交换资金、货物、信息等商业。
节点可以执行逻辑功能，并且不同的类型可以在同一物理服务器上运行。节点可以包括不同的类型，诸如向背书节点(例如，对等体)提交交易调用(文档等)，并向排序服务(例如，排序节点)广播交易建议的客户端或提交客户端节点。另一种类型的节点是对等节点，它可以接收客户端提交的交易，提交交易，并维护区块链交易账本的状态和副本。对等体也可以扮演背书节点(endorser)的角色，尽管这不是必需的。排序服务节点(ordering-service-node)或排序节点(orderer)是为所有节点运行通信服务的节点，并且其实现传递(delivery)保证，诸如在提交交易和修改区块链的世界状态时向系统中的每个对等节点的广播，其是通常包括控制和设置信息的初始区块链交易的另一个名称。
状态过渡可以由参与方(例如，客户端节点、排序节点、背书节点、对等节点等)提交的链码调用(即，交易)产生。每个参与方(诸如对等节点)可以维护账本的副本。交易可以导致一组资产键值对被提交到账本作为一个或多个操作数(operands)，诸如创建、更新、删除等。分布式账本包括用于将不可变的、排列的记录存储在区块中的区块链(也称为链)。账本还包括维护区块链的当前状态的状态数据库。
链本身可以包括交易日志，该交易日志被构造为哈希链接的区块，并且每个区块包含N个交易的序列。区块头可以包括区块的交易的哈希，以及先前的区块头的哈希。这样，账本上的所有交易都可以被排列并加密地链接在一起。此外，最近添加的区块链区块的哈希表示链上出现在它之前的每个交易，这使得确保所有对等节点处于一致和可信状态成为可能。链可以存储在对等节点文件系统(即，本地、附接存储、云等)上，有效地支持区块链工作负载的仅添加(append-only)性质。
产品交付的所有参与者(包括制造商、仓库、分销商等)可以是本文描述的IoT区块链的一部分，并且可以向区块链写入数据以建立信任。一旦产品被制造出来，就存在从制造商到其他方(诸如物流供应商(递送商)、仓库、零售商、海关代理等等)的转手。产品(例如，运送产品的控制盘等)可以具有附接到其的传感器，这些传感器可以被设置在零件位置的装备读取。传感器可以包括RFID传感器、温度传感器、地理位置传感器等。传感器数据可以经由网络转发到IoT区块链，并存储在分布式账本中。
当各方交换对产品的控制时，这种“转手”可以被参与者中的一方或双方捕获，并记录为区块链上的交易。此外，产品上的传感器可以在运输期间发回诸如温度、湿度等读数。基于化学的产品对他们在指定温度之外能够处多久等有限制。例如，产品仅能在80度左右停留4分钟或更短时间，等等。这些约束可以由IoT区块链施加(例如，在对等节点上执行的智能合约等)并且IoT区块链可以确定是否以及何时违反了这些约束中的任何一个。作为IoT区块链的参与者的所有各方都可以在产品下移(move down the line)时看到产品的状况。
图1A示出了根据示例实施例的包括物联网(IoT)平台100的架构，并且图1B示出了根据示例实施例的由IoT平台100的区块链写入器执行的过程160。参考图1A，诸如传感器、读取器等的IoT设备101在对象移动通过多方交易过程时提供来自该对象的数据。传感器数据可由IoT服务104读取或以其他方式接收，并由数据摄取引擎106摄取到主机平台100中。传感器数据然后与规则和动作110相结合，规则和动作110识别与多方交易过程相关联的预先建立的约束(例如，温度控制、地理控制等)。(多个)目的地服务118提供可用于读取和管理目的地和证书的API。目的地服务118可以显示多方交易过程的所有可用端点、支持的操作、参数和可能的错误原因。传感器数据和与之相关联的约束被馈送到区块链写入器120中。
除了传感器数据之外，区块链写入器120还接收上下文数据，诸如历史时间序列(传感器)数据112、语义数据114、主数据116、第三方数据152、预置数据154等。这些数据源可以提供信息，包括哪一方当前正在控制产品的标识、运输信息、销售订单信息、过程中对象将在双方之间转手的时间点或位置、对象的地理信息等。
IoT平台100包括新的组件，诸如智能合约框架122、区块链写入器120和智能通知124组件，其能够去中心化地管理由IoT平台100编排的合约，并且有助于从混合云环境中捕获上下文数据。智能通知124允许向多方区块链中的所有订户的消息的分布中继。当传感器数据指示预先存在的合约中的违约以及与这种违约相关联的上下文时，通知可以警告各方。
智能合约框架122有助于构建参与区块链的所有各方/商业伙伴102都可以访问的智能合约。各方对合约定义达成一致，并且一旦被批准，这些合约被写成链码142(区块链140上的可自执行的分布式码)并且不能被任何一个单方更改。一旦链码142被写入区块链140，向区块链节点的分布式网络写入数据的所有各方102将需要遵守它。
区块链使能应用130提供了IoT平台100(例如，区块链写入器120)和区块链140之间的桥梁。该组件使得能够从区块链140(例如，其对等节点等)写入和读取数据。区块链使能应用130还使得由智能合约框架122创建的智能合约能够作为链码142被部署到区块链140的对等节点上。区块链使能应用130在以下方面是通用的：可以实施诸如历史证明、状态证明等的任何底层区块链技术，这取决于所依赖的区块链供应商提供的用例和功能。
在本文描述的示例中，IoT平台100和区块链140的集成解决了在多方商业交易中对IoT使能的商业过程的自动化、透明度和安全性的需求。区块链140可以记录并提供对由IoT推动的企业对企业(或一方对一方)交互的洞察。所涉及的各方可以与属于不同组织的不同实体(跨组织实体)共享基础设施，这是由区块链140的去中心化技术基础设施实现的。
图1B示出了可以部分由区块链写入器120实施的过程160的示例。参考图1B，区块链写入器120从规则和动作组件110接收传感器数据101(例如，遥测数据)和异常/状况。区块链写入器120可以将接收到的传感器数据101与诸如销售订单数据、商业伙伴数据(车辆信息、拥有信息、位置信息等)等的商业数据102进行相关，它们以某种方式与传感器数据101相关联。例如，传感器数据101和商业数据102可以基于时间、位置、控制等进行相关。区块链写入器120可以基于传感器数据101和商业数据102检测诸如资产或材料的对象何时从一个商业伙伴转手到另一个商业伙伴，然后基于参与者可用的许可在该时间点将IoT传感器值触发到区块链140的区块链节点141中，从而使得区块链参与者能够访问实时数据。
数据可以被实时组装，使得参与区块链网络的实体能够经由区块链140的区块链节点141上的自执行IoT链码142来快速采取纠正动作。主机平台提供了一个框架，在该框架中，参与去中心化区块链网络的所有各方就一组规则达成一致，这些规则可以在主机平台(智能合约框架122)中定义，然后部署到在区块链上运行的链码142(诸如规定当材料移动通过供应链时其温度将不超过15度持续10分钟以上的稳定性预算)。
该框架提供了一种方式，可以基于工作流集中配置这些规则，并由参与者达成一致。一旦达成一致，具有IoT流规则和商业数据相关的商业合约被推入区块链140，以作为嵌入在区块链节点141中的自执行链码142自主操作并从主机平台编排。此外，自执行区块链写入器120还确保一旦商业过程由于违反达成一致的规则而受到损害，则它通过禁止其他参与者向区块链140写入来实施纠正动作。这里，运行在区块链对等体141上的IoT链码142可以与区块链写入器120(例如，其可以运行在云中等)通信来中继该信息，然后该信息可以被传播给所有参与者，使得信息由智能通知服务124实时分发，并且每个人都可以采取适当的缓解动作。与云中的商业数据102相关联并且嵌入为区块链140中的链码142的IoT传感器数据101的分布式处理实现了实时区块链。
在写期间，区块链写入器120可以访问来自物理设备的当前和历史遥测数据。区块链写入器120也可以访问数字双胞胎(digital twin)的语义数据和相关联的商业数据。这提供了强大的数据源，用于用完整上下文将事件记录到区块链140中，并进一步用诸如地理空间、天气等外部数据对其进行扩充。每当任何智能合约被违约(由自执行链码141识别)，区块链写入器120可以被通知这样的事件。因此，区块链写入器120可以创建警报，并通过智能通知服务124向所有订阅方通知违约智能合约的细节，以启用合约义务下的任何选项，诸如缓解损坏、取消合约、新订单等。
图2示出了根据示例实施例的其中商业实体链与区块链230通信的多方交易过程200。参考图2，供应链包括原材料的供应商202、产品的制造商204、用于存储制造的产品的货仓206、用于将产品交付给零售商210的分销商208，产品可以从零售商210处购买。随着产品(对象)移动通过过程200，各方可以捕获传感器数据并将传感器数据反馈回给主机平台220。此外，主机平台220可以识别与传感器数据相关联的商业上下文，并将传感器数据与该上下文配对。该对可以存储在区块链230上。
材料/资产/产品或任何种类的货物的可追溯性是利用全球分布式供应链的不断发展的商业环境中的迫切需求。在图2的示例中，供应链涉及多方202-210。这些实体可能跨越组织和地理边界，使用不同的系统、基础设施和过程来满足其供应链需求。复杂供应链中的参与实体因此带来了其自己的工具和过程，这使得监督非常难以实现。
由主机平台220实施的IoT使能的区块链网络为所有参与者202-210提供了一组共同的规则和过程。当材料在参与者202-210之间移动时，区块链230提供共享的账本来记录材料的位置和质量。基于传感器的材料质量和位置检测是可信的数据源，并且IoT将这种情境感知和实时数据带给所有参与者202-210。主机平台220可以包括规则和逻辑，以在接收到传感器数据时编排决策和动作。规则和动作可以在主机平台220中集中配置，并部署到区块链230，以作为独立的、自执行的代码片段运行。部署在区块链230上的链码随后可以跟踪材料属性，并在它经过不同实体202-210的手中时将其写入区块链230。
在一个实施例中，当传感器数据被读取并提供给主机平台220时，主机平台220可以检测与该传感器数据相关联的上下文。该上下文可以包括从主机平台220的本地存储以及外部数据源(诸如供应商202、制造商204、货仓206、分销商208和/或零售商210的数据存储)检索的信息。这里，当对产品的控制在供应商202、制造商204、货仓206、分销商208和/或零售商210之间依次移动时，主机平台220可以记录传感器数据。在每个阶段，主机平台220可以读取传感器数据，并且还生成与该阶段相关联的上下文。在冷链的示例中，传感器数据可以包括温度信息，并且上下文可以包括销售订单标识符、来自不同方202-210当中的参与方标识符、材料ID、产品正在其上行进的车辆ID等。
制药(物流问题、冷链和假药)和食品安全(从农场到餐叉的可追溯性)等行业中有关可追溯性的法规，也驱动了对透明和可追溯的方式的需求，以跟踪和向所有参与者和消费者共享可信信息，如产品的原产地以及其在整个供应链中如何加工和处理的信息。
在图2的示例中，如果各方202-210中的一方违约了在区块链230上建立并存储为链码的条件，则可以通知区块链写入器，并且可以向各方202-210中的每一方传递智能通知。例如，各方202-210可以参与到具有以下约束的温度受控链中：
产品 最小温度 最大温度 持续时间 动作
A 无 32°F 10分钟 违约/通知
B 45°F 55°F 15分钟 违约/通知
C 60°F 65°F 2分钟 通知
表1
在该示例中，如果各方中的任何一方违反了在上表1中列出的规则，则区块链写入器可以采取动作通知所涉及的所有方。在该示例中，规则指定了产品必须保存/维护的环境的温度或温度范围。在该示例中，参与者202-210可以发送由一个或多个传感器(温度计等)捕获的温度数据。如果产品在预定持续时间或更长的时间内落在这个建立的范围之外，则通知(并且可能，违约)发生。在这种情况下，主机平台220上的区块链写入器可以触发智能服务，以在违约/通知发生时通知参与者202-210中的每一个。
在一些实施例中，产品保持超出指定阈值的时间量可以被称为稳定性预算，或者不制冷时间(对于易腐物品等)。在表2的示例中，产品C仅具有2分钟的不制冷时间的预算持续时间。这里，系统可以向一方或多方发送指示短暂的不制冷时间的简单通知，但此时可能不需要违约通知。与此同时，具有15分钟不制冷时间的持续时间的产品B表示违约了稳定性预算，并且需要向所有利益相关方发出违约通知。在某些情况下，该违约的责任可能由多方共同承担。存储在本文描述的区块链上的IoT数据可以帮助识别发生了多方违约，而不是单方违约，以及将产品损坏的责任百分比分配给多方当中的每一方。
图3A示出了根据示例实施例的新区块330被添加到存储IoT区块链的分布式账本320的过程300，并且图3B示出了根据示例实施例的区块链的区块结构330的内容。参考图3A，可以包括供应链各方、传感器等的客户端(未示出)可以向区块链提交交易。如本文所述，客户端可以是诸如软件、硬件等的系统，并且可以包括从任何源接收到的指令以制定区块链上的活动。多个区块链对等体(例如，区块链节点310)可以维护区块链网络的状态和分布式账本320的副本。不同类型的区块链节点/对等体可以存在于区块链网络中，包括模拟和背书客户端提出的交易的背书对等体，以及验证背书、验证交易、并将交易提交给分布式账本320的提交对等体。在该示例中，区块链节点310可以执行背书节点、提交节点或两者的角色。
在图3A的示例中，已经由排序服务(未示出)生成了新的数据块330。数据块330包括多个交易，这些交易可以包括传感器读数和与之相关联的上下文。存储在数据块330中的交易数量不限于任何特定数量。在该示例中，分布式账本320包括将不可变的、排列的记录存储在区块中的区块链。区块链是交易日志，被构造为哈希链接的区块，其中每个区块包含N个交易的序列。区块可以包括各种组件，如图3B所示。区块的链接(由图3A中的箭头所示)可以通过在当前区块的区块头内添加先前区块头的哈希来生成。这样，区块链上的所有交易都被排列并加密地链接在一起，从而防止篡改区块链数据而不破坏哈希链接。此外，由于这些链接，区块链中的最后一个区块表示出现在它之前的每个交易。区块链可以存储在对等文件系统(本地或附接存储)上，它支持仅添加的(append-only)区块链工作负载。
当排序服务初始化新数据块330时，新数据块330可以被广播以提交对等体(例如，区块链对等节点310等)。作为响应，每个提交对等体通过检查以确保读集和写集仍然匹配状态数据库中的当前世界状态，来验证新数据块330内的交易。具体地，提交对等体可以确定当背书节点模拟交易时存在的读取数据是否与状态数据库中的当前世界状态相同。当提交对等节点310验证区块的交易时，区块330被添加到分布式账本320上的区块链，并且状态数据库用来自读写集的写数据更新。如果交易失败，即，如果提交对等节点310发现读写集与状态数据库中的当前世界状态不匹配，则排序到区块中的交易仍将被包括在该区块中，但是它将被标记为无效，并且状态数据库不被更新。
如图3B进一步所示，数据块330可以包括多个数据段，诸如头部分331、数据部分332和元数据部分333。存储在数据块330中的每个交易可以包括数据部分332中的存储交易。数据块330还可以包括到头部分331内的先前区块(例如，在图3A的区块链上)的链接。头部分331还可以包括唯一区块号、数据块330的数据部分332的哈希等等。新数据块330的区块号可以是唯一的，并以各种顺序分配，诸如从零开始的递增/连续顺序。
数据部分332可以存储每个交易的交易信息，该交易信息可以包括交易类型、版本、时间戳、分布式账本320的渠道ID、交易ID、时期(epoch)、有效负载可见性、链码路径(部署tx)、链码名称、链码版本、输入(链码和函数)、诸如公钥和证书的客户端(创建者)身份、客户端签名、背书节点身份、背书节点签名、提议哈希、链码事件、响应状态、名称空间、读集(交易读取的键和版本的列表等)，写集(键和值的列表等)、开始键、结束键、键列表、默克尔(Merkel)树查询摘要等。可以为N个交易中的每一个存储交易数据。
元数据部分335可以存储多个元数据字段(例如，作为字节数组等)。元数据字段可以包括区块创建时的签名、对最后一个配置区块的引用、标识区块内有效和无效交易的交易过滤器、对区块进行排序的排序服务保持的最后一个偏移量等。签名、最后一个配置区块和排序节点元数据可以由排序服务添加。
此外，根据各种实施例，数据块330还可以存储传感器数据333和与传感器数据333相关联的商业上下文334。在该示例中，传感器数据333和上下文334存储在数据块330的数据部分332中，然而，应当理解，传感器数据333和上下文334也可以存储在头部分331或元数据部分335中。在该示例中，传感器数据333可以包括温度、湿度、地理位置、压力、振动、损坏信息等。同时，上下文334可以包括销售订单标识符、材料类型、运输工具ID、与传感器数据相关联的商业伙伴等。
图4示出了根据示例实施例的生成和存储区块链上的对象的上下文数据的方法400。例如，方法400可以由在数据库节点、云平台、服务器、计算系统(用户设备)、设备/节点的组合等上执行的应用或其他程序来执行。参考图4，在410中，该方法可以包括接收处于多方交易过程中的对象的传感器数据。例如，传感器数据可以包括在多方交易过程内的当前位置处捕获的对象的温度、振动、压力和地理位置中的一个或多个。
在420中，该方法可以包括基于对象在多方交易过程中的当前位置来识别对象的动态上下文。当对象在多方交易过程中从一方过渡到另一方时，上下文可以提供与对象相关联的商业上下文。当对象处理不当时，上下文可能会建立错误，并且可能会以不能由单方操纵的不可变的方式存储在区块链账本中。在一些实施例中，识别动态上下文可以包括识别对象的材料类型、当前运输工具的车辆标识符、参与方标识符和订单标识符中的一个或多个。在一些实施例中，识别动态上下文可以包括动态地识别多方交易过程中哪一方当前拥有该对象。在一些实施例中，识别动态上下文可以包括动态地识别在多方交易过程中从一方到另一方的对对象的拥有的改变。
在430中，该方法可以包括生成数据块，该数据块包括接收到的对象的传感器数据和识别出的对象的动态上下文。在440中，该方法可以包括将数据块存储在分布式账本上的区块链内。通知可以警告过程中的一方或多方，过程中的另一方已经违反了达成一致的约束。通知可以允许其他方立即采取补救动作，诸如取消货物的交付或装运，缓解损坏，诸如通过请求另一个订单来弥补损失，等等。
在一些实施例中，对象可以包括温度受控的对象产品，传感器数据包括温度数据，并且动态识别可以包括确定对象的当前位置处的当前温度是否满足预定温度约束。在一些实施例中，该方法还可以包括确定动态识别出的对象的上下文违反多方交易过程的预先建立的约束。在该示例中，该方法还可以包括向多方交易过程的一方或多方发送警报，指示预先建立的约束已经被违反。在一些实施例中，该方法还可以包括在分布式账本的区块链中的数据块内存储关于违反预先建立的约束的信息。
图5示出了根据示例实施例的可以在本文描述的任何方法和过程中使用的计算系统500。例如，计算系统500可以是数据库节点、服务器、云平台等。在一些实施例中，计算系统500可以跨多个计算设备(诸如多个数据库节点)分布。参考图5，计算系统500包括网络接口510、处理器520、输入/输出530和存储设备540，诸如内存存储等。尽管在图5中未示出，但是计算系统500也可以包括或电连接到其他组件，诸如显示器、(多个)输入单元、接收器、发射器、永久盘等。处理器520可以控制计算系统500的其他组件。
网络接口510可以在诸如互联网、专用网络、公共网络、企业网络等网络上发送和接收数据。网络接口510可以是无线接口、有线接口或其组合。处理器520可以包括一个或多个处理设备，每个处理设备包括一个或多个处理核。在一些示例中，处理器520是多核处理器或多个多核处理器。此外，处理器520可以是固定的或可重新配置的。输入/输出530可以包括接口、端口、电缆、总线、板、电线等，用于向计算系统500输入数据和从计算系统500输出数据。例如，数据可以输出到计算系统500的嵌入式显示器、外部连接的显示器、连接到云的显示器、另一设备等。网络接口510、输入/输出530、存储设备540或其组合可以与在其他设备上执行的应用程序交互。
存储设备540不限于特定的存储设备，并且可以包括任何已知的存储器设备，诸如RAM、ROM、硬盘等，并且可以包括或不包括在数据库系统、云环境、网络服务器等中。存储设备540可以存储软件模块或其他指令，其可以由处理器520执行以执行图4所示的方法。根据各种实施例，存储设备540可以包括具有多个表、分区和子分区的数据存储。存储设备540可用于存储数据库记录、物品、条目等。在一些实施例中，存储设备540可以被配置为存储用于实施如本文所述的信任服务引擎的指令，当被执行时，该指令使得处理器520执行信任服务引擎的功能。
根据各种实施例，网络接口510可以被配置为接收处于多方交易过程中的对象的传感器数据。例如，传感器数据可以包括温度、压力、湿度、地理位置、损坏信息、速度等。传感器数据可以由各种IoT传感器捕获，诸如射频识别器(radio-frequency identifier，RFID)、硬件传感器、温度计等。处理器520可以被配置为基于对象在多方交易过程中的当前位置来识别对象的动态上下文，生成包括接收到的对象的传感器数据和识别出的对象的动态上下文的数据块，并且将数据块存储在不可变分布式账本上的区块链内。
在一些实施例中，处理器520可以动态地识别对象的材料类型、当前运输工具的车辆标识符、参与方标识符和订单标识符中的一个或多个。在一些实施例中，处理器520可以动态地识别多方交易过程中哪一方当前拥有该对象。在一些实施例中，处理器520可以动态地识别在多方交易过程中从一方到另一方的对对象的拥有的改变。
在一些实施例中，对象可以包括温度受控的对象，诸如易腐货物、药品、化学品等，并且传感器数据包括温度数据。在该示例中，多方交易过程可以是冷链，其中每一方被要求将对象保持在预定温度或低于预定温度。这里，处理器520可以确定对象的当前位置处的当前温度是否满足预定温度约束。
在一些实施例中，处理器520可以确定动态识别出的对象的上下文违反多方交易过程的预先建立的约束，并且控制网络接口向多方交易过程的一方或多方发送警报，指示预先建立的约束已经被违反。在一些实施例中，处理器520可以在不可变分布式账本上的区块链中的数据块内存储关于违反预先建立的约束的信息。
如基于前述说明书将理解的，本公开的上述示例可以使用包括计算机软件、固件、硬件或其任何组合或子集的计算机编程或工程技术来实施。根据本公开的讨论的示例，具有计算机可读代码的任何这样的结果程序可以体现或提供在一个或多个非暂时性计算机可读介质中，从而制造计算机程序产品，即制品。例如，非暂时性计算机可读介质可以是但不限于固定驱动器、磁盘、光盘、磁带、闪存、外部驱动器、诸如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)的半导体存储器和/或任何其他非暂时性发送和/或接收介质，诸如互联网、云存储、物联网(IoT)或其他通信网络或链接。包含计算机代码的制品可以通过直接从一种介质执行代码、通过将代码从一种介质复制到另一种介质、或者通过网络发送代码来制造和/或使用。
计算机程序(也称为程序、软件、软件应用、“app”或代码)可以包括用于可编程处理器的机器指令，并且可以用高级过程和/或面向对象的编程语言和/或用汇编/机器语言来实施。如本文所使用的，术语“机器可读介质”和“计算机可读介质”是指用于向可编程处理器提供机器指令和/或数据的任何计算机程序产品、装置、云存储、物联网和/或设备(例如，磁盘、光盘、存储器、可编程逻辑器件(programmable logic device，PLD))，包括接收机器指令作为机器可读信号的机器可读介质。然而，“机器可读介质”和“计算机可读介质”不包括瞬时信号。术语“机器可读信号”是指可用于向可编程处理器提供机器指令和/或任何其他种类的数据的任何信号。
本文的过程的上述描述和图示不应被认为暗示执行过程步骤的固定顺序。相反，过程步骤可以以任何可行的顺序执行，包括同时执行至少一些步骤。尽管已经结合具体示例描述了本公开，但是应当理解，在不脱离如所附权利要求中阐述的本公开的精神和范围的情况下，可以对所公开的实施例进行对本领域技术人员显而易见的各种改变、替换和变更。

Claims (20)

1.一种用于管理运输对象的计算系统，包括：
网络接口，被配置为接收处于多方交易过程中的对象的传感器数据；以及
处理器，被配置为基于在所述多方交易过程中所述对象的当前位置来识别所述对象的动态上下文，生成包括所接收的所述对象的传感器数据、和所识别的所述对象的动态上下文的数据块，并且将所述数据块存储在分布式账本上的区块链内。
2.根据权利要求1所述的计算系统，其中，所述网络接口被配置为接收在所述多方交易过程内的所述当前位置处所捕获的所述对象的温度、振动、压力和地理位置中的一个或多个。
3.根据权利要求1所述的计算系统，其中，所述处理器被配置为动态地识别所述对象的材料类型、当前运输工具的车辆标识符、参与方标识符和订单标识符中的一个或多个。
4.根据权利要求1所述的计算系统，其中，所述处理器被配置为动态地识别所述多方交易过程内哪一方当前拥有所述对象。
5.根据权利要求1所述的计算系统，其中，所述处理器被配置为动态地识别在所述多方交易过程中对所述对象的拥有的从一方到另一方的改变。
6.根据权利要求1所述的计算系统，其中，所述对象包括温度受控对象，所述传感器数据包括温度数据，并且所述处理器被配置为确定在所述对象的当前位置处的当前温度是否满足预定温度约束。
7.根据权利要求1所述的计算系统，其中，所述处理器还被配置为确定所识别的所述对象的动态上下文违反所述多方交易过程的预先建立的约束，并且向所述多方交易过程的一方或多方发送警报，指示所述预先建立的约束已经被违反。
8.根据权利要求7所述的计算系统，其中，所述处理器还被配置为在所述分布式账本上的区块链中的数据块内存储关于违反所述预先建立的约束的信息。
9.一种用于管理运输对象的方法，包括：
接收处于多方交易过程中的对象的传感器数据；
基于所述对象在所述多方交易过程中的当前位置来识别所述对象的动态上下文；
生成数据块，所述数据块包括所接收的所述对象的传感器数据和所识别的所述对象的动态上下文；以及
将所述数据块存储在分布式账本上的区块链内。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，接收所述传感器数据包括接收在所述多方交易过程内的所述当前位置处所捕获的所述对象的温度、振动、压力和地理位置中的一个或多个。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，识别所述动态上下文包括识别所述对象的材料类型、当前运输工具的车辆标识符、参与方标识符和订单标识符中的一个或多个。
12.根据权利要求9所述的方法，其中，识别所述动态上下文包括动态地识别所述多方交易过程内哪一方当前拥有所述对象。
13.根据权利要求9所述的方法，其中，识别所述动态上下文包括动态地识别在所述多方交易过程中对所述对象的拥有从一方到另一方的改变。
14.根据权利要求9所述的方法，其中所述对象包括温度受控的对象，所述传感器数据包括温度数据，并且识别所述动态上下文包括确定在所述对象的当前位置处的当前温度是否满足预定温度约束。
15.根据权利要求9所述的方法，还包括：
确定所识别的所述对象的动态上下文违反所述多方交易过程的预先建立的约束；以及
向所述多方交易过程的一方或多方发送警报，指示所述预先建立的约束已经被违反。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括在所述分布式账本上的区块链中的数据块内存储关于违反所述预先建立的约束的信息。
17.一种存储指令的非暂时性计算机可读介质，当所述指令被处理器执行时，使得计算机执行：
接收处于多方交易过程中的对象的传感器数据；
基于在所述多方交易过程中所述对象的当前位置来识别所述对象的动态上下文；
生成数据块，所述数据块包括所接收的所述对象的传感器数据和所识别的所述对象的动态上下文；以及
将所述数据块存储在分布式账本上的区块链内。
18.根据权利要求17所述的非暂时性计算机可读介质，其中，接收所述传感器数据包括接收在所述多方交易过程内的当前位置处捕获的所述对象的温度、振动、压力和地理位置中的一个或多个。
19.根据权利要求17所述的非暂时性计算机可读介质，其中，识别所述动态上下文包括识别所述对象的材料类型、当前运输工具的车辆标识符、参与方标识符和订单标识符中的一个或多个。
20.根据权利要求17所述的非暂时性计算机可读介质，其中，识别所述动态上下文包括动态地识别所述多方交易过程中哪一方当前拥有所述对象。
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