CN112686673A - 基于ipfs和eth的物品溯源系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于IPFS和ETH的物品溯源系统，包括系统需求分析模块，所述系统需求分析模块包括消费者需求分析和食品加工厂需求分析；所述消费者需求分析具体包括食品信息公开查询、食品信息准确无篡改、食品溯源和区块链信息查询；所述食品加工厂需求分析具体包括区块链信息查询、物流信息管理、生产信息管理和食品数量查询，本发明由于区块链的不可篡改和永久存储的特性，使得基于区块链的防伪溯源系统大大提升了企业的作恶成本，能够有效解决行业内的造假问题，且通过食品溯源，使得问题食品信息能够及时的与生产信息进行匹配，方便快速的找出问题出现的环节，达到实现责任到人的监督体系，为社会治理贡献出一份力。
Description
技术领域
本发明涉及物品溯源技术领域，具体为基于IPFS和ETH的物品溯源系统。
背景技术
对物品进行溯源，就是对物品的生产，加工，运输，销售流程去追溯，了解物品的前世今生，确定物品到底在一个环节出现问题或者可能出现问题，特别是新冠病毒期间，为了遏制病毒的传染，物品的溯源可以起到至关重要的作用，区块链技术的诞生，为我们实现万物溯源提供了技术上的可行性，而IPFS又叫星际文件系统，它不是区块链，是持久且分布式存储和共享文件的网络传输协议；
而现有的基于HTTP协议的溯源方法，在实际应用中存在效率低下、中心化、单点故障和文件误删的问题，同时当前基于区块链的物品溯源项目受限与区块链处理事务的能力，即无法把大量的商品信息完全“上链”，做到细粒度的信息可追溯。
发明内容
本发明提供基于IPFS和ETH的物品溯源系统，可以有效解决上述背景技术中提出现有的基于HTTP协议的溯源方法，在实际应用中存在效率低下、中心化、单点故障和文件误删的问题，同时当前基于区块链的物品溯源项目受限与区块链处理事务的能力，即无法把大量的商品信息完全“上链”，做到细粒度的信息可追溯的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于IPFS和ETH的物品溯源系统，包括系统需求分析模块，所述系统需求分析模块包括消费者需求分析和食品加工厂需求分析；
所述消费者需求分析具体包括食品信息公开查询、食品信息准确无篡改、食品溯源和区块链信息查询；
所述食品加工厂需求分析具体包括区块链信息查询、物流信息管理、生产信息管理和食品数量查询。
基于上述技术方案，所述食品信息公开查询是指消费者利用手机等电子设备通过扫描食品标签来获取食品信息，食品信息包括商品编号、商品名称、生产公司、生产日期、联系电话和商品数量；
所述食品信息准确无篡改是指在利用公链平台以太坊，并结合面向链上存储的IPFS技术，使链上信息永久存储和不可更改。
基于上述技术方案，所述食品溯源包括访问控制、查询数据、问题食品溯源和食品安全预警；
所述区块链信息查询是指在区块链技术的支持下，查询链上对应的食品信息。
基于上述技术方案，所述物流信息管理是指食品的物流信息得到记录和管控，其中物流信息包括食品发货时间、食品发货地址、食品途径地点和食品收货信息；
所述生产信息管理是指生产公司管理人员管理食品的生产车间信息、食品生产编号、食品生产日期、食品生产数量、生产责任人信息和食品质检人员信息；
所述食品数量查询是指生产公司管理人员查询食品的生产数量信息，并做记录。
基于上述技术方案，所述访问控制，是指授权和控制访问者的不同的访问权限，生产者和消费者，消费者拥有查询的权限，而生产者拥有上传数据和查询的权限，对于不同的生产者，生产者只有上传特定数据的权限，来避免恶意上传数据；
所述查询数据包括查询食品的生产数据和查询食品的运输数据；
所述查询食品的生产数据是指溯源查询人员查询食品的生产公司信息、生产日期信息、联系电话现象和生产数量信息；
所述查询食品的运输数据是指溯源查询人员查询食品的发货时间信息、发货信息、途径地点信息和收货信息。
基于上述技术方案，所述问题食品溯源包括根据IPFS数据查询轨迹，所述根据IPFS数据查询轨迹是指利用食品溯源算法来进行对问题食品进行溯源；
所述食品溯源算法具体包括以下流程：
Step1.在所购买物品上找到物品ID并输入溯源系统；
Step2.系统通过与以太坊交互，查询以太坊上的信息，明确地说，通过(物品id＝>IPFS哈希)键值对找到对应公司存储数据的IPFS地址；
Step3.与IPFS进行交互，查询具体物品数据，查询物品的原料(ID)；
Step4.如果原料ID存在，返回Step2；
Step5.如果原料ID不存在，结束；
其中食品溯源流程包括成功溯源或失败溯源。
基于上述技术方案，所述成功溯源，包括以下流程：
1、商品编号在商品上可以找到；
2、通过以太坊的键值对找到对应公司存储数据的IPFS地址即哈希值；
3、通过访问IPFS得知具体数据，存储生产当前商品的商品ID；
4、根据这个商品ID再次交互以太坊查询对应的IPFS地址。
基于上述技术方案，所述失败溯源，包括以下流程：
1、未识别商品ID；
2、未在以太坊中找到相应商品ID；
3、相应商品未存入IPFS；
4、溯源异常终止。
基于上述技术方案，所述食品安全预警包括根据IPFS数据锁定轨迹，所述根据IPFS数据锁定轨迹是指通过与IPFS进行交互来锁定物品的溯源轨迹，在锁定到问题食品后，及时发送食品的问题信息至对应的食品所在终端，以便及时对食品问题信息进行预警响应。
基于上述技术方案，问题食品在溯源后，当食品所在终端收到食品的问题信息后，及时将当前食品的编号信息及时的反馈至生产厂家；
生产厂家在收到食品的问题信息后，及时依据食品的编号信息将问题食品与生产责任人信息进行匹配，当生产责任人收到问题食品信息后，及时将该食品的编号信息与质检人员信息进行匹配，实现责任到人；
同时将食品的编号信息与溯源查询人员输入的登录信息进行匹配，以方便对问题食品的处理信息和处理方式以最快速度传递至溯源查询人员。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明结构科学合理，使用安全方便：本发明通过基于IPFS和ETH技术来实现对食品进行溯源，而通过对食品进行防伪溯源，相对于企业而言，能够全面提高企业的本身形象和归纳实力、下降企业物流成本；
相对于政府而言，能够全面简化政府监管部门对企业出产质量的监管难度，加强政府监管部门对商场的管理与操控，
相对于消费者而言，其在没有购买前就能够追溯到产品相关信息，例如质料、加工工艺、营养价值和注意事项，在食品购买后，翻开包装可以进行防伪查询及验证，为消费者提供了便利；
同时，由于区块链的不可篡改和永久存储的特性，使得基于区块链的防伪溯源系统大大提升了企业的作恶成本，能够有效解决行业内的造假问题，且通过食品溯源，使得问题食品信息能够及时的与生产信息进行匹配，方便快速的找出问题出现的环节，达到实现责任到人的监督体系，为社会治理贡献出一份力；
另外，通过基于HTTP协议的溯源方法取代了传统的HTTP协议，解决传统HTTP协议中效率低下、中心化、单点故障和文件误删的问题。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明溯源系统的结构框图
图2是本发明系统需求分析模块的结构框图；
图3是本发明食品溯源的结构框图；
图4是本发明食品溯源算法的流程图；
图5是本发明查询界面的示意图；
图6是本发明溯源界面的示意图；
图7是本发明锁定溯源路径的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：如图1-7所示，本发明提供一种技术方案，基于IPFS和ETH的物品溯源系统，包括系统需求分析模块，系统需求分析模块包括消费者需求分析和食品加工厂需求分析；
消费者需求分析具体包括食品信息公开查询、食品信息准确无篡改、食品溯源和区块链信息查询；
食品加工厂需求分析具体包括区块链信息查询、物流信息管理、生产信息管理和食品数量查询。
基于上述技术方案，食品信息公开查询是指消费者利用手机等电子设备通过扫描食品标签来获取食品信息，食品信息包括商品编号、商品名称、生产公司、生产日期、联系电话和商品数量；
食品信息准确无篡改是指在利用公链平台以太坊，并结合面向链上存储的IPFS技术，使链上信息永久存储和不可更改。
基于上述技术方案，食品溯源包括访问控制、查询数据、问题食品溯源和食品安全预警；
区块链信息查询是指在区块链技术的支持下，查询链上对应的食品信息。
基于上述技术方案，物流信息管理是指食品的物流信息得到记录和管控，其中物流信息包括食品发货时间、食品发货地址、食品途径地点和食品收货信息；
生产信息管理是指生产公司管理人员管理食品的生产车间信息、食品生产编号、食品生产日期、食品生产数量、生产责任人信息和食品质检人员信息；
食品数量查询是指生产公司管理人员查询食品的生产数量信息，并做记录。
基于上述技术方案，访问控制，是指授权和控制访问者的不同的访问权限，生产者和消费者，消费者拥有查询的权限，而生产者拥有上传数据和查询的权限，对于不同的生产者，生产者只有上传特定数据的权限，来避免恶意上传数据；
查询数据包括查询食品的生产数据和查询食品的运输数据；
查询食品的生产数据是指溯源查询人员查询食品的生产公司信息、生产日期信息、联系电话现象和生产数量信息；
查询食品的运输数据是指溯源查询人员查询食品的发货时间信息、发货信息、途径地点信息和收货信息。
基于上述技术方案，问题食品溯源包括根据IPFS数据查询轨迹，根据IPFS数据查询轨迹是指利用食品溯源算法来进行对问题食品进行溯源；
食品溯源算法具体包括以下流程：
Step1.在所购买物品上找到物品ID并输入溯源系统；
Step2.系统通过与以太坊交互，查询以太坊上的信息，明确地说，通过(物品id＝>IPFS哈希)键值对找到对应公司存储数据的IPFS地址；
Step3.与IPFS进行交互，查询具体物品数据，查询物品的原料(ID)；
Step4.如果原料ID存在，返回Step2；
Step5.如果原料ID不存在，结束；
其中食品溯源流程包括成功溯源或失败溯源。
基于上述技术方案，成功溯源，包括以下流程：
1、商品编号在商品上可以找到；
2、通过以太坊的键值对找到对应公司存储数据的IPFS地址即哈希值；
3、通过访问IPFS得知具体数据，存储生产当前商品的商品ID；
4、根据这个商品ID再次交互以太坊查询对应的IPFS地址。
基于上述技术方案，失败溯源，包括以下流程：
1、未识别商品ID；
2、未在以太坊中找到相应商品ID；
3、相应商品未存入IPFS；
4、溯源异常终止；
溯源错误信息具体包括
基于上述技术方案，食品安全预警包括根据IPFS数据锁定轨迹，根据IPFS数据锁定轨迹是指通过与IPFS进行交互来锁定物品的溯源轨迹，在锁定到问题食品后，及时发送食品的问题信息至对应的食品所在终端，以便及时对食品问题信息进行预警响应。
基于上述技术方案，问题食品在溯源后，当食品所在终端收到食品的问题信息后，及时将当前食品的编号信息及时的反馈至生产厂家；
生产厂家在收到食品的问题信息后，及时依据食品的编号信息将问题食品与生产责任人信息进行匹配，当生产责任人收到问题食品信息后，及时将该食品的编号信息与质检人员信息进行匹配，实现责任到人；
同时将食品的编号信息与溯源查询人员输入的登录信息进行匹配，以方便对问题食品的处理信息和处理方式以最快速度传递至溯源查询人员。
以太坊智能合约设计：
数据结构：
mapping(string＝>uint)data；
o data是一个string＝>uint的字典，键(string)为物品的UUID，值为一个uint类型的hashIndex数组的索引。
string[]hashIndex
o hashIndex是一个string类型的数组，值为ipfs上文件的哈希值。
接口：
hello()returns(string)
o无需参数，供测试使用，调用后返回string类型的“helloWorld”。
getHash(string uuid)returns(string)
o应该是最常用的函数，参数是string类型的物品UUID，返回值是string类型的存储对应物品信息的ipfs上文件的哈希值。
newHash(string hashValue)
o参数是string类型的ipfs文件哈希值，将这个值放到hashIndex数组的尾端。
o错误处理：
当参数value已经在hashIndex数组上存在时，会有错误提示：This valuealready on the chain.
o该函数没有返回值。
newRelation(string uuid,string hashValue)
o第一个参数是物品UUID，第二个参数是ipfs文件哈希值。此函数将建立起这两者的对应关系。
o注意：如果是新的ipfs文件上的数据，需要先使用newHash()让哈希值上链。
o错误处理：
物品UUID(uuid)已经有对应关系，有错误提示：ID already exists.
没有找到链上的哈希值hashValue，有错误提示：Value not found,use newHash()first.
o该函数没有返回值。
updateHash(string oldHashValue,string newHashValue)
o第一个参数是要修改的ipfs文件哈希值，第二个参数是新的ipfs文件哈希值。此函数将链上存储的哈希值由旧的改为新的。
o错误处理：
没有找到链上的哈希值oldHashValue，有错误提示：Error occured,value notfound.
该函数没有返回值。
基于上述，本发明的有益效果在于：去中心化，利用最新的区块链技术来实现溯源系统的去中心化，保证不可抵赖性，不可篡改性和可信性；
溯源数据永久储存，利用IPFS实现溯源数据永久储存。IPFS不是区块链，是持久且分布式存储和共享文件的网络传输协议；
解决单点故障等行业痛点问题，利用IPFS解决物品溯源中效率低下，单点故障，溯源信息误删的问题；
去中心化的可信算法执行环境，利用智能合约来实现去中心化的可信算法执行环境，智能合约是一种旨在以信息化方式传播、验证或执行合同的计算机协议，智能合约允许在没有第三方的情况下进行可信交易，这些交易可追踪且不可逆转；
完全信任，智能合约保证数据处理过程的完全可信，IPFS保证数据的永久保存，整个溯源过程是完全可信的。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.基于IPFS和ETH的物品溯源系统，其特征在于：包括系统需求分析模块，所述系统需求分析模块包括消费者需求分析和食品加工厂需求分析；
所述消费者需求分析具体包括食品信息公开查询、食品信息准确无篡改、食品溯源和区块链信息查询；
所述食品加工厂需求分析具体包括区块链信息查询、物流信息管理、生产信息管理和食品数量查询。
2.根据权利要求1所述的基于IPFS和ETH的物品溯源系统，其特征在于：所述食品信息公开查询是指消费者利用手机等电子设备通过扫描食品标签来获取食品信息，食品信息包括商品编号、商品名称、生产公司、生产日期、联系电话和商品数量；
所述食品信息准确无篡改是指在利用公链平台以太坊，并结合面向链上存储的IPFS技术，使链上信息永久存储和不可更改。
3.根据权利要求1所述的基于IPFS和ETH的物品溯源系统，其特征在于：所述食品溯源包括访问控制、查询数据、问题食品溯源和食品安全预警；
所述区块链信息查询是指在区块链技术的支持下，查询链上对应的食品信息。
4.根据权利要求1所述的基于IPFS和ETH的物品溯源系统，其特征在于：所述物流信息管理是指食品的物流信息得到记录和管控，其中物流信息包括食品发货时间、食品发货地址、食品途径地点和食品收货信息；
所述生产信息管理是指生产公司管理人员管理食品的生产车间信息、食品生产编号、食品生产日期、食品生产数量、生产责任人信息和食品质检人员信息；
所述食品数量查询是指生产公司管理人员查询食品的生产数量信息，并做记录。
5.根据权利要求3所述的基于IPFS和ETH的物品溯源系统，其特征在于：所述访问控制，是指授权和控制访问者的不同的访问权限，生产者和消费者，消费者拥有查询的权限，而生产者拥有上传数据和查询的权限，对于不同的生产者，生产者只有上传特定数据的权限，来避免恶意上传数据；
所述查询数据包括查询食品的生产数据和查询食品的运输数据；
所述查询食品的生产数据是指溯源查询人员查询食品的生产公司信息、生产日期信息、联系电话现象和生产数量信息；
所述查询食品的运输数据是指溯源查询人员查询食品的发货时间信息、发货信息、途径地点信息和收货信息。
6.根据权利要求3所述的基于IPFS和ETH的物品溯源系统，其特征在于：所述问题食品溯源包括根据IPFS数据查询轨迹，所述根据IPFS数据查询轨迹是指利用食品溯源算法来进行对问题食品进行溯源；
所述食品溯源算法具体包括以下流程：
Step1.在所购买物品上找到物品ID并输入溯源系统；
Step2.系统通过与以太坊交互，查询以太坊上的信息，明确地说，通过(物品id＝>IPFS哈希)键值对找到对应公司存储数据的IPFS地址；
Step3.与IPFS进行交互，查询具体物品数据，查询物品的原料(ID)；
Step4.如果原料ID存在，返回Step2；
Step5.如果原料ID不存在，结束；
其中食品溯源流程包括成功溯源或失败溯源。
7.根据权利要求6所述的基于IPFS和ETH的物品溯源系统，其特征在于：所述成功溯源，包括以下流程：
1、商品编号在商品上可以找到；
2、通过以太坊的键值对找到对应公司存储数据的IPFS地址即哈希值；
3、通过访问IPFS得知具体数据，存储生产当前商品的商品ID；
4、根据这个商品ID再次交互以太坊查询对应的IPFS地址。
8.根据权利要求6所述的基于IPFS和ETH的物品溯源系统，其特征在于：所述失败溯源，包括以下流程：
1、未识别商品ID；
2、未在以太坊中找到相应商品ID；
3、相应商品未存入IPFS；
4、溯源异常终止。
9.根据权利要求3所述的基于IPFS和ETH的物品溯源系统，其特征在于：所述食品安全预警包括根据IPFS数据锁定轨迹，所述根据IPFS数据锁定轨迹是指通过与IPFS进行交互来锁定物品的溯源轨迹，在锁定到问题食品后，及时发送食品的问题信息至对应的食品所在终端，以便及时对食品问题信息进行预警响应。
10.根据权利要求9所述的基于IPFS和ETH的物品溯源系统，其特征在于：问题食品在溯源后，当食品所在终端收到食品的问题信息后，及时将当前食品的编号信息及时的反馈至生产厂家；
生产厂家在收到食品的问题信息后，及时依据食品的编号信息将问题食品与生产责任人信息进行匹配，当生产责任人收到问题食品信息后，及时将该食品的编号信息与质检人员信息进行匹配，实现责任到人；
同时将食品的编号信息与溯源查询人员输入的登录信息进行匹配，以方便对问题食品的处理信息和处理方式以最快速度传递至溯源查询人员。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210420 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |