CN113656500B - 一种面向抽样检测的区块链系统及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面向抽样检测的区块链系统及其实现方法，所述方法包括如下步骤：步骤S1，按抽检环节分别在各层级抽检单位部署区块链子节点，并通过分片技术，将各层级抽检单位中相同环节的子节点划分进同一个分片中；步骤S2，各区块链子节点于各自抽检环节获取基于物联网技术得到的抽检结果数据，在共识阶段只在其对应的分片内进行共识，在各自的分片内进行共识后独自上传至区块链。

Description

一种面向抽样检测的区块链系统及其实现方法

技术领域

本发明涉及区块链技术领域，特别是涉及一种面向抽样检测的区块链系统及其实现方法。

背景技术

目前，我国的抽检工作依旧依托纸作为信息传递的媒介，且相当一部分材料需要手动填写，智能化程度不高，不仅导致效率低下，而且容易发生填写错误。我国经济高速发展使得商品种类数量大大增加，需要抽检的商品个数也随之水涨船高，目前传统的抽检方案已经难以满足日益增长的需求量，而且除了需要智能化提高效率外，对抽检过程产生的数据来源是否可信也成为关注的焦点，关系到抽检工作结果是否令人信服，因此亟待提供一种技术方案，以对现有的抽检方案进行改进。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种面向抽样检测的区块链系统及其实现方法，以基于区块链物联网实现抽样检测的目的，在提高抽检工作的效率，保障数据来源的可信以及数据的安全。

为达上述及其它目的，本发明提出一种面向抽样检测的区块链系统，包括：

现场抽样节点分片，用于将分别部署于各层级抽检单位的现场抽样子节点划分进同一分片，各现场抽样子节点用于在各层级抽检单位抽检工作的现场抽样环节获取基于物联网技术采集的现场抽样数据，在共识阶段只在该分片内进行共识，共识后将数据各自独立上传至区块链；

子样拆分节点分片，用于将分别部署于各层级抽检单位的现场抽样子节点划分进同一分片，各子样拆分子节点用于在各层级抽检单位抽检工作的子样拆分环节获取子样拆分后基于物联网技术采集的子样信息，在共识阶段只在该分片内进行共识，共识后将数据各自独立上传至区块链；

检验检测节点分片，用于将分别部署于各层级抽检单位的检验检测子节点划分为同一分片，各检验检测子节点用于在各层级抽检单位抽检工作的检验检测环节获取基于物联网技术得到的检验检测结果信息，在共识阶段只在该分片内进行共识，共识后将数据各自独立上传至区块链。

优选地，所述系统还包括总局节点，用于接收各子节点修订请求智能合约，对该修订请求智能合约进行审核，待审核通过后由总局节点上传修改后的数据。

优选地，所述修订请求智能合约包括修订编号Issue_ID、发起日期Issue_Time、修订名称Ex_Name、修订内容Ex_Content、总局节点确认信息Confirm、修订请求状态Current_State。

优选地，当某个区块链子节点发布修订请求智能合约时，先将总局节点确认信息Confirm字段置为false，Current_State字段置为Issued状态；所述总局节点收到修订请求智能合约后，核准修订请求的内容，若同意修改，将修订内容Ex_Content的内容重新打包一个区块上传至区块链网络中，并将总局节点确认信息Confirm字段置为true，若不同意修改则保持false，当对修订请求处理完毕，将修订请求进入Handled状态。

为达到上述目的，本发明还提供一种面向抽样检测的区块链系统的实现方法，包括如下步骤：

步骤S1，按抽检环节分别在各层级抽检单位部署区块链子节点，并通过分片技术，将各层级抽检单位中相同环节的子节点划分进同一个分片中；

步骤S2，各区块链子节点于各自抽检环节获取基于物联网技术得到的抽检结果数据，在共识阶段只在其对应的分片内进行共识，在各自的分片内进行共识后独自上传至区块链。

优选地，于步骤S1中，将抽检流程大致划分为现场抽样、子样拆分与检验检测三个环节，在部署节点时，在各层级抽检单位，分别部署现场抽样子节点、子样拆分子节点与检验检测子节点。

优选地，于步骤S1中，分别在区县、市局、省局的抽检单位分别部署现场抽样子节点、子样拆分子节点与检验检测子节点。

优选地，所述方法还包括：

步骤S3，当某个区块链子节点发现上传数据有错误时，向总局节点提交修订请求智能合约,由总局节点审核通过后才由总局节点上传修改后的数据。

优选地，所述修订请求智能合约包括修订编号Issue_ID、发起日期Issue_Time、修订名称Ex_Name、修订内容Ex_Content、总局节点确认信息Confirm、修订请求状态Current_State。

优选地，于步骤S3中，当某个区块链子节点发布修订请求智能合约时，先将总局节点确认信息Confirm值置为false，Current_State字段置为Issued状态；总局节点收到修订请求后，核准修订请求的内容，若同意修改，将修订内容Ex_Content的内容重新打包一个区块上传至区块链网络中，并将总局节点确认信息Confirm字段置为true，若不同意修改则保持false，当对修订请求处理完毕，将修订请求进入Handled状态。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、区别于传统按单位划分区块链节点，本发明以抽检环节划分区块链节点，将抽检流程划分为现场抽样环节、子样拆分环节、检验检测环节，相较于按单位划分节点，本发明按环节部署区块链节点，在一定程度上限制了单位在上链前篡改数据的可能性；

2、本发明按环节部署完节点后，将省总局、市局、区单位中各环节对应的部门以分片技术整合进不同的分片中，使得在共识阶段由省、市、区单位中相同的部门的进行共识，即保证了数据的可信度又提高了共识效率；

3、由于区块链上链后的数据无法随意篡改，当某个子节点发现上传数据有错误时需要重新上传数据，随意重复上传修改信息数据会造成链上数据混乱。因此，本发明再引入一个总局节点，当其余子节点发现数据错误时，向该总局节点提交修订请求智能合约申请，在总局节点审核通过后才可以重新上传。

附图说明

图1为本发明一种面向抽样检测的区块链系统的结构示意图；

图2为本发明具体实施例中现场抽样环节的流程图；

图3为本发明具体实施例中子样拆分环节的流程图；

图4为本发明具体实施例中检验检测环节的流程图；

图5为本发明具体实施例中智能合约状态图；

图6为本发明一种面向抽样检测的区块链系统的实现方法的步骤流程图；

图7为本发明实施例的流程图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。

图1为本发明一种面向抽样检测的区块链系统的结构示意图。如图1所示，本发明一种面向抽样检测的区块链系统，包括：

现场抽样节点分片10，用于将分别部署于省局、市局、区县抽检单位的现场抽样子节点划分为同一分片，各现场抽样子节点用于在各抽检单位抽检工作的现场抽样环节获取基于物联网技术采集的现场抽样数据，在共识阶段只在该分片内进行共识，共识后将数据各自独立上链。

在本发明中，将抽检流程大致划分为三个环节，即现场抽样、子样拆分与检验检测，在部署节点时，按环节部署区块链节点，即在区县的抽检单位中，部署三个子节点，分别对应现场抽样子节点、子样拆分子节点与检验检测子节点，同时在市局、省局也按上述部署节点，三个环节的数据各自独立上链，增加了数据篡改的难度。

在本发明中，各现场抽样子节点在共识阶段只在该现场抽样节点分片内进行共识，也就是说，除了按环节划分并部署节点外，本发明还通过分片技术，将省局、市局、区县单位中相同环节的子节点划分进同一个分片中，共识阶段只在该分片内进行共识，使得原本需要全网广播的共识信息现在只在该分片内广播，极大的提高了共识效率，又因为分片内子节点都是相同环节，保证了共识的数据的可信程度。由于本发明中具体的共识算法采用的现有的共识算法，具体的共识过程在此则不予赘述。

在本发明具体实施例中，以区县的现场抽样过程为例，其过程如图2所示，其过程如下：企业抽样-出证索证-现场取样-现场封样-填写表单-签字盖章-样品运输。企业抽样时需要拍摄包含企业厂牌、厂名的照片；出证索证时拍摄抽检人员的检验员证与企业营业执照；取样封样阶段从拍摄样品与之后封存的样品；随后填写表单，填写完成后关联表单与NFC标签，同时将封存的样品与各自的NFC标签相关联，并将该样品标签粘贴到样品上，打印抽样单并粘贴刚刚关联的表单标签；表单签字盖章并拍摄照片；完成后将数据同时上传至现场抽样子节点，由现场抽样子节点在其分片内共识后上传至区块链。

子样拆分节点分片20，用于将分别部署于省局、市局、区县抽检单位的子样拆分子节点划分为同一分片，各子样拆分子节点用于在各抽检单位抽检工作的子样拆分环节获取子样拆分后基于物联网技术采集的子样信息，在共识阶段只在该分片内进行共识，共识后将数据各自独立上链。

具体地说，根据子样拆分环节部署子样拆分子节点，即区县抽检单位的子样拆分子节点，市局的子样拆分子节点以及总局的子样拆分子节点，并将该相同环节的子样拆分子节点划分进同一个分片，即子样拆分节点分片20，各子样拆分节点获取到子样拆分后的子样信息后，在该分片内进行共识后上传至区块链。

也就是说，抽检中除了对样品整体的检测与评价外，还需要分析样品各个组成部分的细节，因此，本发明于子样拆分环节部署了子样拆分子节点，以区县的子样拆分过程为例，其过程如图3所示，首先扫描样品NFC标签获取样品信息，然后将样品拆分为多个部分，依次与NFC标签关联，并将子样信息上传至子样拆分子节点，由子样拆分子节点在其分片内共识后上传至区块链。

检验检测节点分片30，用于将分别部署于省局、市局、区县抽检单位的检验检测子节点划分为同一分片，各检验检测节点用于在各抽检单位抽检工作的检验检测环节获取基于物联网技术得到的检验检测结果信息，在共识阶段只在该分片内进行共识，共识后将数据各自独立上链。

具体地说，根据检验检测环节部署检验检测子节点，即区县抽检单位的检验检测子节点，市局的检验检测节点以及总局的检验检测子节点，并将该相同环节的检验检测子节点划分进同一个分片，即检验检测节点分片20，各检验检测子节点获取到检验检测信息后，在该分片内进行共识后上传至区块链。

以区县的检验检测过程为例，如图4所示，检验部门收到需要检测的样品后，先扫描仪器设备的NFC标签，再扫描待检样品的标签，然后检验完成后将检验项目的细节与检验结果录入，上传至检验检测子节点，由检验检测子节点在其分片内共识后上传至区块链。

总局节点40，即图1中省局总节点，其连接区块链，用于接收各子节点修订请求智能合约，对该修订请求智能合约进行审核，待审核通过后由总局节点上传修改后的数据。

由于区块链上链后的数据无法随意篡改，当子节点发现上传数据有错误时需要重新上传数据，随意重复上传数据会造成链上数据混乱。因此，本发明引入一个总局节点，当其余节点发现数据错误时，向该总局节点提交修订请求智能合约，节点审核通过后才由总局节点上传修改后的数据。

在本发明具体实施例中，该修订请求智能合约包括修订编号(样品编号+发起组织编号)Issue_ID、发起日期Issue_Time、修订名称Ex_Name、修订内容Ex_Content、总局节点确认信息Confirm、修订请求状态Current_State。将样品编号与发起组织编号合并为一个修订编号Issue_ID字段后作为数据键(key，智能合约中，数据的记录都是键值即Key-Value形式，类似于Redis这样的数据库，数据之间的关联较弱)，其余字段作为数据值value，具体结构如表1所示。

表1修订请求智能合约结构

该修订请求智能合约的生命周期如图5所示，当子节点发布修订请求智能合约时，先将总局节点确认信息Confirm值置为假(false)，Current_State字段置为已发布(Issued)状态。总局节点收到修订请求后，核准修订请求的内容，如果同意修改，将修订内容Ex_Content的内容重新打包一个区块上传至区块链网络中，并将总局节点确认信息Confirm字段置为真(true)，若不同意修改，则保持假(false)，当对修订请求处理完毕，将修订请求进入已处理(Handled)状态。

可见，本发明通过利用物联网对外界数据的智能感知减少了人为录入数据的比例，提高了抽检工作的效率，同时利用区块链这一数据结构自身的可溯源不可篡改性，保障了数据来源的可信以及数据的安全。

图6为本发明一种面向抽样检测的区块链系统的实现方法的步骤流程图。如图6所示，本发明一种面向抽样检测的区块链系统的实现方法，包括如下步骤：

步骤S1，按抽检环节分别在区县、省局、市局抽检单位部署区块链子节点，并通过分片技术，将省局、市局、区县单位中相同环节的子节点划分进同一个分片中。

在本发明具体实施例中，在本发明中，将抽检流程大致划分为三个环节，即现场抽样、子样拆分与检验检测，在部署节点时，按环节部署区块链节点，即在区县的抽检单位中，部署三个子节点，分别对应现场抽样子节点、子样拆分子节点与检验检测子节点，同时在市局、省局也按上述部署节点，三个环节的数据各自独立上链，增加了数据篡改的难度。

步骤S2，各区块链子节点于各自抽检环节基于物联网技术获取抽检结果数据，在共识阶段只在其对应的分片内进行共识，在各自的分片内进行共识后将数据独自上传至区块链。

具体地说，各现场抽样子节点在共识阶段只在该现场抽样节点分片内进行共识，各子样拆分子节点在共识阶段只在该子样拆分节点分片内进行共识，各检验检测子节点在共识阶段只在该检验检测节点分片内进行共识，在各自的分片内进行共识后独自上传至区块链，本发明的共识阶段只在相应的分片内进行共识，使得原本需要全网广播的共识信息现在只在该分片内广播，极大的提高了共识效率，又因为分片内子节点都是相同环节，保证了共识的数据的可信程度。由于本发明中具体的共识算法采用的现有的共识算法，具体的共识过程在此则不予赘述。

步骤S3，当某个子节点发现上传数据有错误时，向总局节点提交修订请求智能合约,由总局节点审核通过后才由总局节点上传修改后的数据。

由于区块链上链后的数据无法随意篡改，当子节点发现上传数据有错误时需要重新上传数据，随意重复上传数据会造成链上数据混乱。因此，本发明引入一个总局节点，当其余节点发现数据错误时，向该总局节点提交修订请求智能合约，节点审核通过后才由总局节点上传修改后的数据。

在本发明具体实施例中，该修订请求智能合约包括修订编号(样品编号+发起组织编号)Issue_ID、发起日期Issue_Time、修订名称Ex_Name、修订内容Ex_Content、总局节点确认信息Confirm、修订请求状态Current_State。将样品编号与发起组织编号合并为一个修订编号Issue_ID字段后作为数据键(key，智能合约中，数据的记录都是键值即Key-Value形式，类似于Redis这样的数据库，数据之间的关联较弱)，其余字段作为数据值value，具体结构如下表所示。

具体地，当子节点发布修订请求智能合约时，先将总局节点确认信息Confirm值置为假(false)，Current_State字段置为已发布(Issued)状态。总局节点收到修订请求后，核准修订请求的内容，如果同意修改，将修订内容Ex_Content的内容重新打包一个区块上传至区块链网络中，并将总局节点确认信息Confirm字段置为真(true)，若不同意修改，则保持假(false)，当对修订请求处理完毕，将修订请求进入已处理(Handled)状态。

实施例

如图7所示，在本实施例中，一种面向抽样检测的区块链系统的实现步骤如下：

首先将抽检流程大致划分为三个环节，即现场抽样、子样拆分与检验检测。然后，在部署节点时，按环节部署区块链节点，即在区县的抽检单位中，部署三个节点，分别对应现场抽样节点、子样拆分节点与检验检测节点，同时在市局省局也按上述部署节点。最后，三个环节的数据各自独立上链，增加了数据篡改的难度。

使用分片技术提高共识效率：除了按环节划分并部署节点外，通过分片技术，将省局、市局、区县单位中相同环节的节点划分进同一个分片中，共识阶段只在该分片内进行共识，原本需要全网广播的共识信息现在只在该分片内广播，极大的提高了共识效率，又因为分片内节点都是相同环节，保证了共识的数据的可信程度。

引入总局节点使用智能合约实现数据可信修改：由于区块链上链后的数据无法随意篡改，当节点发现上传数据有错误时需要重新上传数据进行信息修改，随意重复上传数据进行信息修改会造成链上数据混乱。故再引入一个总局节点，当其余节点发现数据错误时，向该总局节点提交修订申请智能合约，节点审核通过后才由总局节点上传修改后的数据。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (3)

1.一种面向抽样检测的区块链系统，包括：

现场抽样节点分片，用于将分别部署于各层级抽检单位的现场抽样子节点划分进同一分片，各现场抽样子节点用于在各层级抽检单位抽检工作的现场抽样环节获取基于物联网技术采集的现场抽样数据，在共识阶段只在该分片内进行共识，共识后将数据各自独立上传至区块链；

子样拆分节点分片，用于将分别部署于各层级抽检单位的现场抽样子节点划分进同一分片，各子样拆分子节点用于在各层级抽检单位抽检工作的子样拆分环节获取子样拆分后基于物联网技术采集的子样信息，在共识阶段只在该分片内进行共识，共识后将数据各自独立上传至区块链；

检验检测节点分片，用于将分别部署于各层级抽检单位的检验检测子节点划分为同一分片，各检验检测子节点用于在各层级抽检单位抽检工作的检验检测环节获取基于物联网技术得到的检验检测结果信息，在共识阶段只在该分片内进行共识，共识后将数据各自独立上传至区块链；

总局节点，用于接收各子节点修订请求智能合约，对该修订请求智能合约进行审核，待审核通过后由总局节点上传修改后的数据，所述修订请求智能合约包括修订编号Issue_ID、发起日期Issue_Time、修订名称Ex_Name、修订内容Ex_Content、总局节点确认信息Confirm、修订请求状态Current_State，其中，

当某个区块链子节点发布修订请求智能合约时，先将所述总局节点确认信息Confirm字段置为false，Current_State字段置为Issued状态；所述总局节点收到修订请求智能合约后，核准修订请求的内容，若同意修改，将修订内容Ex_Content的内容重新打包一个区块上传至区块链网络中，并将总局节点确认信息Confirm字段置为true，若不同意修改则保持false，当对修订请求处理完毕，将修订请求进入Handled状态。

2.一种面向抽样检测的区块链系统的实现方法，包括如下步骤：

步骤S1，按抽检环节分别在各层级抽检单位部署区块链子节点，并通过分片技术，将各层级抽检单位中相同环节的子节点划分进同一个分片中，其中，将抽检流程划分为现场抽样、子样拆分与检验检测三个环节，在部署节点时，在各层级抽检单位，分别部署现场抽样子节点、子样拆分子节点与检验检测子节点；

步骤S2，各区块链子节点于各自抽检环节获取基于物联网技术得到的抽检结果数据，在共识阶段只在其对应的分片内进行共识，在各自的分片内进行共识后独自上传至区块链；

步骤S3，当某个区块链子节点发现上传数据有错误时，向总局节点提交修订请求智能合约,由总局节点审核通过后才由总局节点上传修改后的数据，所述修订请求智能合约包括修订编号Issue_ID、发起日期Issue_Time、修订名称Ex_Name、修订内容Ex_Content、总局节点确认信息Confirm、修订请求状态Current_State，当某个区块链子节点发布修订请求智能合约时，先将总局节点确认信息Confirm值置为false，Current_State字段置为Issued状态；总局节点收到修订请求后，核准修订请求的内容，若同意修改，将修订内容Ex_Content的内容重新打包一个区块上传至区块链网络中，并将总局节点确认信息Confirm字段置为true，若不同意修改则保持false，当对修订请求处理完毕，将修订请求进入Handled状态。

3.如权利要求2所述的一种面向抽样检测的区块链系统的实现方法，其特征在于：于步骤S1中，分别在区县、市局、省局的抽检单位分别部署现场抽样子节点、子样拆分子节点与检验检测子节点。