CN113706311B - 一种高效可验证的供应链数据分享架构 - Google Patents

一种高效可验证的供应链数据分享架构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高效可验证的供应链数据分享架构，属于区块链技术领域，包括公司数据处理模块、用户登录查询模块、数据检索模块以及真实性检测模块(包含区块链)，所述公司数据处理模块分别与数据检索模块、真实性检测模块通信连接，所述用户登录查询模块分别与数据检索模块、真实性检测模块通信连接，所述数据检索模块与真实性检测模块通信连接；本发明能够有效地响应复杂的查询，支持用户可以验证查询结果的正确性和完整性，提高用户查询效率，降低用户买到假货的风险。

Description

一种高效可验证的供应链数据分享架构
技术领域
本发明涉及区块链技术领域，尤其涉及一种高效可验证的供应链数据分享架构。
背景技术
贸易全球化推进了商品和生产要素的自由流动，优化了资源配置。据最新报告,2017年全球贸易总额已经达到17.3万亿美元，预计到2030年全球贸易量还将年增1.8至2个百分点，高速发展的全球贸易面临着两大挑战——贸易效能优化和假冒产品治理。根据经合组织和欧盟知识产权局报告，全球假冒产品贸易每年价值近5万亿美元，约占全球进口量的2.5％；而东亚，尤其是中国被认为是世界假货的最大产地，随着在物联网和互联网技术基础的发展，区块链作为一种分布式账本技术被应用于各种应用中，它可以实现多参与者之间的信任连接，如去中心化加密货币、国际结算、安全交易结算、食品原料可追溯等，基于区块链不可被篡改的特性；因此，发明出一种高效可验证的供应链数据分享架构变得尤为重要；
现有的供应链国际标准化产品信息分享平台——EPC全球网络，它自身的搜索引擎并不能保证查询结果的正确性，终端消费者无法通过该平台来识别假货；我们使用认证数据结构，提出一种高效可验证的供应链数据分享架构。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的标准技术中存在的缺陷，而提出的一种高效可验证的供应链数据分享架构。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种高效可验证的供应链数据分享架构，包括公司数据处理模块、用户登录查询模块、数据检索模块以及真实性检测模块；
其中，所述公司数据处理模块分别与数据检索模块、真实性检测模块通信连接，所述用户登录查询模块分别与数据检索模块、真实性检测模块通信连接，所述数据检索模块与真实性检测模块通信连接；
所述数据检索模块包括查询解析处理单元、索引更新单元、链上数据检索单元、链下数据检索单元；除此之外，还包含Query Pattern、Table Information和On-Chain DataIndex三个存储单元，它们分别在处理查询解析、公司信息注册、链上索引存储时使用。
进一步地，所述公司数据处理模块用于对公司信息进行识别记录，其识别记录具体步骤如下：
步骤一：公司数据处理模块将公司信息录入Table Information的表Companies中；
步骤二：公司数据处理模块检测公司是否存在交易请求，若公司要在供应链中交易，开始检测该公司是否注册；
步骤三：若该公司未注册，则反馈相关工作人员并提示“请先进行信息注册”；
步骤四：公司数据处理模块开始接收该公司交易数据，并处理生成链上数据以及保存链下数据。
进一步地，所述公司数据处理模块的存储单元链下数据库用于接收链下数据，并对其进行类型分析，其类型分析具体步骤如下：
第一步：链下数据库开始按照制造商、分销商以及零售商构建对应角色数据存储单元；
第二步：链下数据库将链下数据按照产品号、产品的生产批次号、产品类型、该产品被接收时所属批次的转移批次号、该产品被售出时所属批次的转移批次号、路径码标记流经的所有公司以及顾客标识进行分类，并存储至对应数据存储单元。
进一步地，所述公司数据处理模块、数据检索模块、真实性检测模块用于产生和接收上链数据，并对其进行分类标记，其上链操作具体步骤如下：
步骤(1)：公司数据处理模块根据公司行为的不同类型，按照生产产品、转移产品、分箱转移产品以及销售产品进行分类，将链下数据库产生的可视数据用工具生成摘要，如默克尔树和布隆过滤器压缩产品号信息、路径码记录产品的路径，以交易的字段形式上传至真实性检测模块；
步骤(2)：真实性检测模块将分类完成的交易录入对应交易链中，并将交易返回给公司数据处理模块表示数据已经保存在区块链；
步骤(3)：公司数据处理模块将步骤(2)返回的交易上传至数据检索模块；
步骤(4)：数据检索模块的索引更新单元操作On-Chain Data Index存储单元更新链上索引结构。
进一步地，所述数据检索模块的索引更新单元用于接收公司交易信息，并进行索引更新，其索引更新具体步骤如下：
S1：公司交易上链，同时公司将交易数据上传至索引更新单元；
S2：索引更新单元对交易数据进行数据分析，并依据交易的不同类型对之前创建的索引结构更新索引；
所述用户登录查询模块用于对用户身份进行检测识别，其检测识别具体步骤如下：
SS1：用户通过外部输入设备向用户登录单元输入相关用户信息；
SS2：用户登录查询模块对用户信息进行检测，并对其进行核验判断，若用户信息核验通过，则进入查询界面，并发送查询指令至数据检索模块，若用户信息核验未通过，则提示用户“信息错误，请重新输入”；
所述数据检索模块用于用户对链上数据以及链下数据进行数据查询，其数据查询具体步骤如下：
P1：查询解析处理单元接收用户通过输入设备发送的SQL-Like语句，并对其进行语句解析，并判断查询的数据源是链上还是链下，链上数据则与链上数据检索单元交互得到链上数据，若是链下数据则与链下数据检索单元交互得到链下数据；
P2：搜索链上数据时，链上数据检索单元和On-Chain Data Index交互，On-ChainData Index保存了不同类型的索引结构，帮助提高区块链交易的查询效率；如查询某个转移批次包含的所有分箱转移交易，使用哈希表索引进行快速查询；
P3：查询过程中链上链下的查询可能不止一次，比如溯源某个产品的路径时会包含多次的链上链下查询，由查询解析处理单元整理链下数据和链上数据的查询结果和可验证数据，生成最后返回的内容；
P4：查询解析处理单元将检索获得的查询结果和可验证数据通过显示设备反馈给用户，同时将可验证数据发送至真实性检测模块；
P1中所述输入设备具体为键盘、触控屏或电子笔中的一种；
P4中所述显示设备具体为CRT显示屏、LCD显示屏或LED显示屏中的一种；
所述真实性检测模块用于对查询结果进行真实性检测，其真实性检测具体步骤如下：
PP1：真实性检测模块接收到可验证数据后，开始依据该可验证数据自行查询区块链；
PP2：若区块链存在对应交易，并且可验证数据根据认证数据结构生成交易对应数据后，则判断查询结果为真实的，否则判断查询结果为虚假的。
相比于现有技术，本发明的有益效果在于：
1、本发明设置有真实性检测模块，检索更新单元接收公司交易数据，并对其进行数据分析，依据分析结果对之前创建的索引结构更新索引，用户通过用户登录单元登录完成后，通过输入设备向数据检索单元发送SQL-Like语句，并判断查询的数据源是链上还是链下，链上数据则与链上数据库交互得到链上数据，若是链下数据则与链下数据库交互得到链下数据，并通过布隆过滤器对一个交易中包含的所有产品进行序列化处理，处理完成后，开始查询某个批次包含的所有交易，当查找到对应交易信息后，数据检索单元开始通过哈希表索引对其进行快速溯源，数据检索单元将检索获得的查询结果和可验证数据通过显示设备反馈给用户，真实性检测模块接收到可验证数据后，开始依据该可验证数据自行查询区块链，若区块链存在对应数据，则判断查询结果为真实的，若区块链不存在对应数据，则判断查询结果为虚假的，能够有效地响应复杂的查询，支持用户可以验证查询结果的正确性和完整性，提高用户查询效率，降低用户买到假货的风险。
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。
图1为本发明提出的一种高效可验证的供应链数据分享架构的系统框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1，一种高效可验证的供应链数据分享架构，包括公司数据处理模块、用户登录查询模块、数据检索模块以及真实性检测模块；
其中，公司数据处理模块分别与数据检索模块、真实性检测模块通信连接，用户登录查询模块分别与数据检索模块、真实性检测模块通信连接，数据检索模块与真实性检测模块通信连接；
数据检索模块包括查询解析处理单元、索引更新单元、链上数据检索单元、链下数据检索单元；除此之外，还包含Query Pattern、Table Information和On-Chain DataIndex三个存储单元，它们分别在处理查询解析、公司信息注册、链上索引存储时使用。
在本实施例中，Off-chain数据库表示每个公司都包含一个链下数据库，该数据库保存链下数据，即供应链中公司之间的交易详细数据包括隐私数据都存放在该数据库中；
Table Information数据库表示保存链上交易类型、链下数据表的所有表头和所有公司的注册信息；管理员可以通过修改该数据库中的记录来修改或添加交易类型和表头；
Query Pattern数据库定义SQL-Like查询语句对应解析的SQL子语句和执行方式，保证SQL-Like可被解析执行。
公司数据处理模块用于对公司信息进行识别记录；
具体的，公司数据处理模块将公司信息录入Table Information的表Companies中，公司数据处理模块检测公司是否存在交易请求，若公司要在供应链中交易，开始检测该公司是否注册，若该公司未注册，则反馈相关工作人员并提示“请先进行信息注册”，公司数据处理模块开始接收该公司交易数据，并处理生成链上数据以及保存链下数据。
公司数据处理模块的存储单元链下数据库用于接收链下数据，并对其进行类型分析。
具体的，链下数据库开始按照制造商、分销商以及零售商构建对应角色数据存储单元，链下数据库将链下数据按照产品号、产品的生产批次号、产品类型、该产品被接收时所属批次的转移批次号、该产品被售出时所属批次的转移批次号、路径码标记流经的所有公司以及顾客标识进行分类，并存储至对应数据存储单元。
公司数据处理模块、数据检索模块、真实性检测模块用于产生和接收上链数据，并对其进行分类标记。
具体的，首先，公司数据处理模块根据公司行为的不同类型，按照生产产品、转移产品、分箱转移产品以及销售产品进行分类，将链下数据库产生的可视数据用工具生成摘要，如默克尔树和布隆过滤器压缩产品号信息、路径码记录产品的路径，以交易的字段形式上传至真实性检测模块，真实性检测模块将分类完成的交易录入对应交易链中，并将交易返回给公司数据处理模块表示数据已经保存在区块链，公司数据处理模块将返回的交易上传至数据检索模块，数据检索模块的索引更新单元操作On-Chain Data Index存储单元更新链上索引结构。
数据检索模块的索引更新单元用于接收公司交易信息，并进行索引更新。
具体的，公司交易上链，同时公司将交易数据上传至索引更新单元，索引更新单元对交易数据进行数据分析，并依据交易的不同类型对之前创建的索引结构更新索引。
用户登录查询模块用于对用户身份进行检测识别。
具体的，用户通过外部输入设备向用户登录单元输入相关用户信息，用户登录查询模块对用户信息进行检测，并对其进行核验判断，若用户信息核验通过，则进入查询界面，并发送查询指令至数据检索模块，若用户信息核验未通过，则提示用户“信息错误，请重新输入”。
数据检索模块用于用户对链上数据以及链下数据进行数据查询。
具体的，首先，查询解析处理单元接收用户通过输入设备发送的SQL-Like语句，并对其进行语句解析，并判断查询的数据源是链上还是链下，链上数据则与链上数据检索单元交互得到链上数据，若是链下数据则与链下数据检索单元交互得到链下数据，搜索链上数据时，链上数据检索单元和On-Chain Data Index交互，On-Chain Data Index保存了不同类型的索引结构，帮助提高区块链交易的查询效率；如查询某个转移批次包含的所有分箱转移交易，使用哈希表索引进行快速查询，查询过程中链上链下的查询可能不止一次，比如溯源某个产品的路径时会包含多次的链上链下查询，由查询解析处理单元整理链下数据和链上数据的查询结果和可验证数据，生成最后返回的内容，查询解析处理单元将检索获得的查询结果和可验证数据通过显示设备反馈给用户，同时将可验证数据发送至真实性检测模块。
需要进一步说明的是，输入设备具体为键盘、触控屏或电子笔中的一种，显示设备具体为CRT显示屏、LCD显示屏或LED显示屏中的一种。
真实性检测模块用于对查询结果进行真实性检测。
具体的，真实性检测模块接收到可验证数据后，开始依据该可验证数据自行查询区块链，若区块链存在对应交易，并且可验证数据根据密码学工具生成交易对应数据后，则判断查询结果为真实的，否则判断查询结果为虚假的。
需要进一步说明的是，区块链主要体现为：自身具有交易不可被篡改的特性，我们以交易的形式上传数据到区块链上，这些数据包含部分供应链信息使交易可查，利用默克尔树对待验证信息进行哈希使数据可被验证；索引主要体现为：区块链查询交易的效率很低，为了保证交易的快速查询，我们在数据检索模块为交易创建树形索引和哈希索引，保证查询的高效性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种高效可验证的供应链数据分享架构，其特征在于，包括公司数据处理模块、用户登录查询模块、数据检索模块以及真实性检测模块；
其中，所述公司数据处理模块分别与数据检索模块、真实性检测模块通信连接，所述用户登录查询模块分别与数据检索模块、真实性检测模块通信连接，所述数据检索模块与真实性检测模块通信连接；
所述数据检索模块包括查询解析处理单元、索引更新单元、链上数据检索单元、链下数据检索单元；除此之外，还包含Query Pattern、Table Information和On-Chain DataIndex三个存储单元，它们分别在处理查询解析、公司信息注册、链上索引存储时使用；
所述数据检索模块的索引更新单元用于接收公司交易信息，并进行索引更新，其索引更新具体步骤如下：
S1：公司交易上链，同时公司将交易数据上传至索引更新单元；
S2：索引更新单元对交易数据进行数据分析，并依据交易的不同类型对之前创建的索引结构更新索引；
所述用户登录查询模块用于对用户身份进行检测识别，其检测识别具体步骤如下：
SS1：用户通过外部输入设备向用户登录单元输入相关用户信息；
SS2：用户登录查询模块对用户信息进行检测，并对其进行核验判断，若用户信息核验通过，则进入查询界面，并发送查询指令至数据检索模块，若用户信息核验未通过，则提示用户“信息错误，请重新输入”；
所述数据检索模块用于用户对链上数据以及链下数据进行数据查询，其数据查询具体步骤如下：
P1：查询解析处理单元接收用户通过输入设备发送的SQL-Like语句，并对其进行语句解析，并判断查询的数据源是链上还是链下，链上数据则与链上数据检索单元交互得到链上数据，若是链下数据则与链下数据检索单元交互得到链下数据；
P2：搜索链上数据时，链上数据检索单元和On-Chain Data Index交互，On-Chain DataIndex保存了不同类型的索引结构，帮助提高区块链交易的查询效率；查询某个转移批次包含的所有分箱转移交易，使用哈希表索引进行快速查询；
P3：查询过程中链上链下的查询可能不止一次，溯源某个产品的路径时会包含多次的链上链下查询，由查询解析处理单元整理链下数据和链上数据的查询结果和可验证数据，生成最后返回的内容；
P4：查询解析处理单元将检索获得的查询结果和可验证数据通过显示设备反馈给用户，同时将可验证数据发送至真实性检测模块；
P1中所述输入设备具体为键盘、触控屏或电子笔中的一种；
P4中所述显示设备具体为CRT显示屏、LCD显示屏或LED显示屏中的一种；
所述真实性检测模块用于对查询结果进行真实性检测，其真实性检测具体步骤如下：
PP1：真实性检测模块接收到可验证数据后，开始依据该可验证数据自行查询区块链；
PP2：若区块链存在对应交易，并且可验证数据根据认证数据结构生成交易对应数据后，则判断查询结果为真实的，否则判断查询结果为虚假的。
2.根据权利要求1所述的一种高效可验证的供应链数据分享架构，其特征在于，所述公司数据处理模块用于对公司信息进行识别记录，其识别记录具体步骤如下：
步骤一：公司数据处理模块将公司信息录入Table Information的表Companies中；
步骤二：公司数据处理模块检测公司是否存在交易请求，若公司要在供应链中交易，开始检测该公司是否注册；
步骤三：若该公司未注册，则反馈相关工作人员并提示“请先进行信息注册”；
步骤四：公司数据处理模块开始接收该公司交易数据，并处理生成链上数据以及保存链下数据。
3.根据权利要求1所述的一种高效可验证的供应链数据分享架构，其特征在于，所述公司数据处理模块的存储单元链下数据库用于接收链下数据，并对其进行类型分析，其类型分析具体步骤如下：
第一步：链下数据库开始按照制造商、分销商以及零售商构建对应角色数据存储单元；
第二步：链下数据库将链下数据按照产品号、产品的生产批次号、产品类型、该产品被接收时所属批次的转移批次号、该产品被售出时所属批次的转移批次号、路径码标记流经的所有公司以及顾客标识进行分类，并存储至对应数据存储单元。
4.根据权利要求1所述的一种高效可验证的供应链数据分享架构，其特征在于，所述公司数据处理模块、数据检索模块、真实性检测模块用于产生和接收上链数据，并对其进行分类标记，其上链操作具体步骤如下：
步骤（1）：公司数据处理模块根据公司行为的不同类型，按照生产产品、转移产品、分箱转移产品以及销售产品进行分类，将链下数据库产生的可视数据用工具生成摘要，通过默克尔树和布隆过滤器压缩产品号信息、路径码记录产品的路径，以交易的字段形式上传至真实性检测模块；
步骤（2）：真实性检测模块将分类完成的交易录入对应交易链中，并将交易返回给公司数据处理模块表示数据已经保存在区块链；
步骤（3）：公司数据处理模块将步骤（2）返回的交易上传至数据检索模块；
步骤（4）：数据检索模块的索引更新单元操作On-Chain Data Index存储单元更新链上索引结构。
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