CN114331481A - 基于以太坊信标链体系的产品防伪溯源系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于以太坊信标链体系的产品防伪溯源系统，包括：业务模块，用于获取针对产品的商业行为的参与者记录；区块链溯源与安全模块，用于基于分布式存储子模块对参与者记录进行存储，并基于以太坊信标链体系中的信标链对参与者记录采用权益证明机制进行共识验证，基于以太坊信标链体系中的主链存储的智能合约生成产品的非同质化通证，随机存储在以太坊信标链体系中的任一分片链；查询与监督模块，用于基于统一资源标识符从分布式存储子模块中确定产品的参与者记录；加密与解密模块，用于对参与者记录进行加密和解密。本发明提高了区块链溯源系统的运行效率，降低了区块链溯源系统的运行能耗，提高了产品溯源的准确率。

Description

基于以太坊信标链体系的产品防伪溯源系统

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种基于以太坊信标链体系的产品防伪溯源系统。

背景技术

产品质量安全问题是关乎消费者身体健康和生活质量的重要问题。可以通过溯源码来对产品在生产、包装、运输和销售的各个环节进行监控。

传统的防伪溯源系统大多采用中心化的构建方式。这种解决方式一方面需要数据中心对每个数据点采取标准化的数据清洗、管理、储存、以及索引的工序，成本会随着数据量的增大成几何增长。另一方面，高集中度的数据中心，一旦后台被攻破或者遭篡改，则会对数据安全性和可信性造成极大的威胁。与之相对，区块链技术的去中心化、非对称加密算法、高透明度、共识机制等特点所提供的新型方案能有效地解决这些问题。

现有的基于区块链的产品溯源方法，通常以单一的区块链进行数据存储和溯源共识验证，区块链能耗高，运行效率低，产品溯源准确率差，可信度低，并存在被攻破系统的风险。

发明内容

本发明提供一种基于以太坊信标链体系的产品防伪溯源系统，用于解决现有技术中采用单一的区块链进行产品溯源，区块链能耗高，运行效率低，产品溯源准确率差，可信度低，并存在被攻破系统的风险的技术问题。

本发明提供一种基于以太坊信标链体系的产品防伪溯源系统，包括：

业务模块，用于获取针对产品的商业行为的参与者记录；

区块链溯源与安全模块，与所述业务模块连接，用于基于分布式存储子模块对所述参与者记录进行存储，并基于以太坊信标链体系中的信标链对所述参与者记录采用权益证明机制进行共识验证，验证通过则基于所述以太坊信标链体系中的主链存储的智能合约，生成所述产品的非同质化通证，并基于所述信标链将所述非同质化通证随机存储在所述以太坊信标链体系中的任一分片链；所述非同质化通证包括所述参与者记录在所述分布式存储子模块中的统一资源标识符；

查询与监督模块，与所述区块链溯源与安全模块连接，用于获取所述产品的统一资源标识符，并基于所述统一资源标识符从所述分布式存储子模块中确定所述产品的参与者记录。

根据本发明提供的基于以太坊信标链体系的产品防伪溯源系统，所述区块链溯源与安全模块具体用于：

基于所述主链存储的智能合约中与所述商业行为所对应的智能合约，生成所述产品的非同质化通证。

根据本发明提供的基于以太坊信标链体系的产品防伪溯源系统，所述区块链溯源与安全模块具体用于：

在所述商业行为是产品制造的情况下，基于所述主链存储的智能合约中与所述产品制造所对应的智能合约，生成所述产品的制造类的非同质化通证，所述制造类的非同质化通证的所属为所述产品的制造厂商账户；

在所述商业行为是产品分销且是首次分销的情况下，基于所述主链存储的智能合约中与所述产品分销所对应的智能合约，生成所述产品的分销类的非同质化通证，所述分销类的非同质化通证的所属为所述产品的拥有者的参与者账户；

在所述商业行为是二手买卖赠与的情况下，基于所述主链存储的智能合约中与所述二手买卖赠与所对应的智能合约，生成所述产品的二手交易类的非同质化通证，所述二手交易类的非同质化通证的所属为二手交易后所述产品的拥有者的参与者账户。

根据本发明提供的基于以太坊信标链体系的产品防伪溯源系统，所述产品的制造类的非同质化通证和分销类的非同质化通证中的通证号码相同。

根据本发明提供的基于以太坊信标链体系的产品防伪溯源系统，所述区块链溯源与安全模块还用于：

在所述商业行为是产品分销且非首次分销，或所述商业行为是产品出售的情况下，基于所述主链存储的智能合约中与所述产品分销所对应的智能合约，更新所述分销类的非同质化通证的所属为分销后所述产品的拥有者的参与者账户或者出售后所述产品的拥有者的参与者账户。

根据本发明提供的基于以太坊信标链体系的产品防伪溯源系统，所述区块链溯源与安全模块还用于：

当针对产品的商业行为是产品出售时，基于所述产品的最终销售时间、最终销售人编码以及所述产品的非同质化通证中的通证号码，生成所述产品的销售凭证。

根据本发明提供的基于以太坊信标链体系的产品防伪溯源系统，所述区块链溯源与安全模块还用于：

当针对产品的商业行为是二手买卖赠与时，将所述产品的二手交易类的非同质化通证，与所述产品的制造类的非同质化通证和所述分销类的非同质化通证进行通证号码一致性比较；

若各非同质化通证的通号号码一致，则基于所述产品的加密售出时间、通证号码以及加密购买时间，生成所述产品的二手销售凭证。

根据本发明提供的基于以太坊信标链体系的产品防伪溯源系统，还包括：

加密与解密模块，与所述业务模块和所述查询与监督模块连接，用于对所述参与者记录进行加密，以使所述业务模块上传加密后的参与者记录至所述区块链溯源与安全模块，以及对所述查询与监督模块确定的参与者记录进行解密。

根据本发明提供的基于以太坊信标链体系的产品防伪溯源系统，所述智能合约是基于ZKBox协议构建的，所述ZKBox协议是基于ZK-Rollup协议和ERC-721协议确定的。

根据本发明提供的基于以太坊信标链体系的产品防伪溯源系统，所述参与者记录包括产品加密生产日期、通证号码、加密产品信息、加密出售时间、加密出售人编码以及加密购买时间。

本发明提供的基于以太坊信标链体系的产品防伪溯源系统，包括业务模块、区块链溯源与安全模块、查询与监督模块和加密与解密模块，其有益效果包括：

（1）相比于现有的区块链单链结构，以太坊信标链体系采用信标链、主链和分片链的多链结构，主链用于部署多个商业行为对应的智能合约，分片链用于储存产品的非同质化通证，主链和多个分片链的组合提高了区块链的带宽，提高了区块链溯源系统的运行效率；

（2）信标链采用权益证明机制对产品的参与者记录进行共识验证，无需采用高耗能的挖矿模式进行验证，降低了区块链溯源系统的运行能耗；

（3）主链中部署的智能合约是基于ZKBox协议构建的，能够即时、大批量地、低能耗地生成非同质化通证，使得产品防伪溯源系统中能够体现大规模产品中个体产品的非同质化属性，有利于实现精确检索个体产品，提高了数据与产品之间的关联性，提高了产品溯源的准确率；

（4）由于采用基于信标链的权益证明机制以及参与者记录的分布式存储方式，整个系统透明度高，便于监管；完全去中心化，不占用本地资源，不容易被攻破，安全性高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的基于以太坊信标链体系的产品防伪溯源系统的结构示意图之一；

图2为本发明提供的基于以太坊信标链体系的产品防伪溯源系统的结构示意图之二；

图3为本发明提供的基于以太坊信标链体系的产品防伪溯源系统的运行示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明提供的基于以太坊信标链体系的产品防伪溯源系统的结构示意图之一，如图1所示，该系统包括：

业务模块110，用于获取针对产品的商业行为的参与者记录；

区块链溯源与安全模块120，与业务模块110连接，用于基于分布式存储子模块121对参与者记录进行存储，并基于以太坊信标链体系中的信标链124对参与者记录采用权益证明机制（Proof of Stake，POS）进行共识验证，验证通过则基于以太坊信标链体系中的主链123存储的智能合约，生成产品的非同质化通证，并基于信标链将非同质化通证随机存储在以太坊信标链体系中的任一分片链122；非同质化通证包括参与者记录在分布式存储子模块121中的统一资源标识符；

查询与监督模块130，与区块链溯源与安全模块120连接，用于获取产品的统一资源标识符，并基于统一资源标识符从分布式存储子模块121中确定产品的参与者记录。

具体地，产品防伪溯源，就是对产品的生产加工、包装仓储、渠道物流、终端销售、真伪查询、数据分析等全生命周期信息记录进行追溯管理。商业行为是指围绕产品进行的经营性行为，包括生产、销售和赠与等。参与者记录用于对产品在商业行为中产生的各类信息进行记录。参与者可以包括制造厂商、分销商、直销商和二手市场销售商等。

在进行产品防伪溯源时，主要是根据产品的非同质性进行的，因此，产品的非同质性也需要体现在防伪溯源系统中。在区块链中，可以采用非同质化通证（Non-FungibleToken，NFT）对产品进行区分。非同质化通证彼此之间是不同的，作为可以记录信息、物品所属等要素的去中心化电子证书，可以在现行体系中起到为产品的非同质性做注脚的功能。

本发明实施例提供的基于以太坊信标链体系的产品防伪溯源系统包括了3个主要功能模块。主要功能模块分别为业务模块110、区块链溯源与安全模块120和查询与监督模块130。

业务模块110，用于获取针对产品的商业行为的参与者记录。这些参与者记录可以由人工记录完成后输入至业务模块，也可以通过物联网技术对产品的生产、流通、销售和使用等各个环节进行数据采集后得到。例如，若产品为农产品，则可以采用RFID标签或者二维码等对农产品进行身份标记，在各个环节设置RFID读卡器或者二维码读卡器读取该农产品的身份信息，然后在相应环节内记录该农产品的采摘时间以及采摘人、运输时间以及运输商、销售时间以及销售商等信息，形成该农产品的参与者记录。

业务模块110获取参与者记录后，将参与者记录上传至与其连接的区块链溯源与安全模块120。

区块链溯源与安全模块120，主要用于对参与者记录进行存储，以及对参与者记录进行验证并生成非同质化通证。

区块链溯源与安全模块120中的分布式存储子模块121，主要用于采用可扩展的分布式存储结构，对业务模块110获取的大量产品的参与者记录进行存储。分布式存储子模块121采用可扩展的系统结构，利用多台存储服务器分担存储负荷，利用位置服务器定位存储信息，不但提高了系统的可靠性、可用性和存取效率，还易于扩展。

区块链溯源与安全模块120中的以太坊信标链体系对参与者记录进行共识验证。以太坊信标链体系包括信标链124、主链123和多个分片链122。主链123（mainnet）主要用于存储商业行为对应的智能合约。分片链122主要用于存储产品的非同质化通证。非同质化通证中包含了统一资源标识符。统一资源标识符（Uniform Resource Identifier，URI）是采用一种特定语法标识一个资源的字符串，用于指向参与者记录存储在分布式存储子模块121中的存储位置。

信标链124是整个以太坊区块链的核心，其主要用于协调和管理主链123和多个分片链122。信标链124根据权益证明机制（Proof of Stake，POS）对产品的参与者记录进行共识验证。相比于工作量（Proof of Work，POW）机制，信标链124采用POS机制，随机调用的验证员来对随机调用的分片链验证，无需区块链中的节点进行大量的挖矿运算来获得工作量证明，避免了消耗大量的电能和计算资源。此外，相比于POW机制，POS机制的加密货币对计算机硬件没有过高的要求，各个节点均可以获得加密货币的利息，不用担心区块链出现算力集中而出现中心化，提高了区块链网络的安全性。

信标链124通过调用存储在主链123里的智能合约，将产品的参与者记录在分布式存储子模块121里的链接，以及其他生成非同质化通证时产生的信息，以非同质通证的方式随机封装并储存在分片链当中，将使得主链123不用同时兼顾运算功能和存储功能。通过采用多个分片链，形成了可扩展的存储结构，提高了系统调用和存储数据的效率。可以采用63条分片链122来存储数据，其总带宽将是单链的63倍。此外，所有数据都是公开地存储在整个以太坊区块链上，信息的透明度极高。

查询与监督模块130与区块链溯源与安全模块120连接，可以包括第三方信标链查询接口、公众数据查询子模块和监督子模块等，用于根据产品的统一资源标识符，获取存储在分布式存储子模块121中的参与者记录，并根据参与者记录确定产品的溯源信息。

本发明提供的基于以太坊信标链体系的产品防伪溯源系统，主要包括业务模块、区块链溯源与安全模块和查询与监督模块。相比于现有的区块链单链结构，以太坊信标链体系采用信标链、主链和分片链的多链结构，主链用于部署多个商业行为对应的智能合约，分片链用于储存产品的非同质化通证，主链和多个分片链的组合提高了区块链的带宽，提高了区块链溯源系统的运行效率；信标链采用权益证明机制对产品的参与者记录进行共识验证，无需采用高耗能的挖矿模式进行验证，降低了区块链溯源系统的运行能耗；由于采用基于信标链的权益证明机制以及参与者记录的分布式存储方式，整个系统透明度高，便于监管；完全去中心化，不占用本地资源，不容易被攻破，安全性高。

基于上述实施例，图2为本发明提供的基于以太坊信标链体系的产品防伪溯源系统的结构示意图之二，如图2所示，该系统还包括：

加密与解密模块140，与业务模块110和查询与监督模块130连接，用于对参与者记录进行加密，以使业务模块上传加密后的参与者记录至区块链溯源与安全模块，以及对查询与监督模块确定的参与者记录进行解密。

具体地，本发明实施例提供的基于以太坊信标链体系的产品防伪溯源系统还包括1个辅助功能模块，即加密与解密模块140。

加密与解密模块140采用基于Twofish算法对参与者记录进行加密和解密。Twofish算法使用分组加密机制，是对固定长度的一组明文进行加密的算法。通过采用Twofish算法，可以在数据透明可见的同时（第三方查询系统可以看到的是密文）保护商业数据（使公众不知道数据具体的含义），提高了数据安全性。

图3为本发明提供的基于以太坊信标链体系的产品防伪溯源系统的运行示意图，如图3所示，基于以太坊信标链体系的产品防伪溯源系统基于信标链POS体系建立，采用了非同质化通证技术，包含了业务模块、区块链溯源与安全模块、查询与监督模块和加密与解密模块。图中虚线表示数据传输，点划线表示加密解密运算。

业务模块用于将商业行为、产品数据以及各个环节的参与者上传至区块链。

区块链溯源与安全模块中的分布式存储子模块为IPFS。IPFS（InterPlanetaryFile System，星际文件系统）是旨在创建持久且分布式存储和共享文件的网络传输协议，是点对点的分布式版本文件系统，可以对现有的超文本传输协议进行补充，可以提高数据的传输速度。区块链溯源与安全模块主要包括分布式存储子模块、信标链、主链和63条数据分片链。其中，信标链采用POS机制、验证员调配机制、分链调配机制，存储有POS数据和分链数据。

查询与监督模块主要包括监督子模块、公众数据查询子模块和第三方信标链查询模块。监督子模块包括订制数据端口和第三方接口引导，公众数据查询子模块包括移动端应用程序和简易小程序等。第三方信标链查询模块包括以太坊浏览器（EtherScan）和信标链浏览器（BeaconScan）。

加密与解密模块为业务模块上传至IPFS里的数据进行加密（

）、并对返回给公 众数据查询模块以及监督模块的数据进行解密（

）。

基于上述任一实施例，区块链溯源与安全模块具体用于：

基于主链存储的智能合约中与商业行为所对应的智能合约，生成产品的非同质化通证。

具体地，产品在不同的商业行为中所生成的非同质化通证是不同的。可以在主链上部署不同的智能合约，针对不同的商业行为可以应用其对应的智能合约生成或者更新产品的非同质化通证。

上述实施例中，基于以太坊信标链体系的产品防伪溯源系统通过三份不同的基于 ZKBox协议的智能合约，对四种商业行为进行记录、加密并上链。四种商业行为包括产品制 造（

）、产品分销（

）、产品出售（

）、产品二手买卖赠与（

）。智能合约存储在 以太坊区块链中，包括生产认证智能合约（

）、销售认证智能合约（

）、以及二手认 证智能合约（

）。

其中，生产认证智能合约对应的商业行为为产品制造；销售认证智能合约对应的 商业行为为产品分销和产品出售；二手认证智能合约对应的商业行为为产品二手买卖赠 与。也就是说，

负责

的相关封装信息；

负责

和

的相关封装信息；

负责

的相关封装信息。制造厂商、分销商、直销商、二手市场商均通过一个参与者 账户来表示。

基于上述任一实施例，区块链溯源与安全模块具体用于：

在商业行为是产品制造的情况下，基于主链存储的智能合约中与产品制造所对应的智能合约，生成产品的制造类的非同质化通证，制造类的非同质化通证的所属为产品的制造厂商账户；

在商业行为是产品分销且是首次分销的情况下，基于主链存储的智能合约中与产品分销所对应的智能合约，生成产品的分销类的非同质化通证，分销类的非同质化通证的所属为产品的拥有者的参与者账户；

在商业行为是二手买卖赠与的情况下，基于主链存储的智能合约中与二手买卖赠与所对应的智能合约，生成产品的二手交易类的非同质化通证，二手交易类的非同质化通证的所属为二手交易后产品的拥有者的参与者账户。

具体地，本发明实施例中的所属为产品在产品防伪溯源系统中所对应的参与者账户。非同质化通证的生成包括三种情况：

（1）在商业行为是产品制造的情况下，当制造厂商每制造（

）出一个产品A的时 候，系统会将通过加密与解密模块加密过的参与者记录上传至IPFS，然后区块链溯源与安 全模块调用存储在主链上的

，将一个具有产品A所属（此合约始终为制造厂商账户）、通 证号码、以及通证URI信息（加密生产日期、通证号码和加密产品信息）的非同质化通证，随 机封装、上传至63条数据分片链中的一条。此过程中生成的通证为制造类的非同质化通证。

该过程的验证和存储，均受信标链与POS机制调度、监控。监督机构可以从本系统的订制数据端口请求该段数据，该请求通过数据分片链里存储的URI信息找到存储在IPFS里面的参与者记录，返回的时候通过解密方法变成可查看的明文信息。监督机关也可以和普通用户一起，通过向第三方信标链查询接口输入交易记录编码（此信息公开，在完成非同质通证的同时自动生成），查询到此操作的细节（但由于参与者记录处于加密状态，该信息对不使用本系统自带的公众数据查询模块的一般用户作加密处理，监督机关可以用此信息与未解密前的订制端口数据比对）。

（2）在商业行为是产品分销且是首次分销的情况下，当制造厂商将产品A首次分销 （

）给分销商时，区块链溯源与安全模块会通过存储在主链上的

生成一个非同质 化通证。该非同质化通证所封装的URI信息所指向的参与者记录包括加密售出时间、通证号 码以及加密出售人编码。此过程中生成的通证为分销类的非同质化通证。分销类的非同质 化通证的所属为产品拥有者的参与者账户。

（3）在商业行为是二手买卖赠与的情况下，若消费者想对正品进行二手交易处理（

），并需要正品厂商的认证，则需要将请求通过公众数据查询模块发送给系统。系统会 通过存储在主链上的

生成一个非同质化通证。该非同质化通证所封装的URI信息所指 向的参与者记录包括了加密售出时间、通证号码以及加密购买时间。

其中，参与者记录中包括的加密购买时间会被拿来与该产品所属为直销账号的

通证所指向的加密出售时间比较。

基于上述任一实施例，产品的制造类的非同质化通证和分销类的非同质化通证中的通证号码相同。

具体地，由智能合约的不同，产品A的制造类的非同质化通证与分销类的非同质化 通证是不同的，但是它们的通证号码保持一致（单个智能合约所产生的非同质通证的通证 号码唯一，但不同合约的非同质通证号码可以相同，利用此特性为同一产品的不同通证建 立连接）。该通证的所属，此时为产品A的拥有者的参与者账户。与

一样，该通证会被上 传至63条分片链当中的一条，该过程的验证、存储，均受信标链与POS机制调度、监控。监察 部门可以通过上文相同的方法对过程中的数据进核验。

基于上述任一实施例，区块链溯源与安全模块还用于：

在商业行为是产品分销且非首次分销，或商业行为是产品出售的情况下，基于主链存储的智能合约中与产品分销所对应的智能合约，更新分销类的非同质化通证的所属为分销后产品的拥有者的参与者账户或者出售后产品的拥有者的参与者账户。

具体地，在商业行为是产品分销且非首次分销，或商业行为是产品出售的情况下，区块链溯源与安全模块只对分销类的非同质化通证的所属进行更新。

分销商转销，及至产品出售（

）给消费者时，每对产品A进行一次交易，就会通 过存储在主链上的

对产品A的非同质化通证的所属进行转变，所属变为产品A的拥有 者的参与者账户。该过程会调用处于分片链中的产品A的非同质化通证，完成所属改变运算 后，该通证会被重新存储回新的分片链中。与此同时，防伪溯源系统会更新产品A在IPFS所 保存的加密售出时间以及加密出售人编码。在IPFS更新这些信息并不会删除原本的信息， 因此在期间所有改变过的参与者记录均可以溯源。该过程的验证、存储，均受信标链与POS 机制调度、监控。监察部门可以通过上文相同的方法对过程中的数据进核验。

基于上述任一实施例，区块链溯源与安全模块还用于：

当针对产品的商业行为是产品出售时，基于产品的最终销售时间、最终销售人编码以及产品的非同质化通证中的通证号码，生成产品的销售凭证。

具体地，无论是厂家直销或者是分销商销售，最终当产品A到达消费者手中的时候 （即产品出售时），产品A的

非同质化通证的所属会随机归于多个直销账户中的一个。 其通证URI所指向的参与者记录的信息里，最终销售时间则为消费者的购买时间，最终销售 人编码则为系统内消费者的购买渠道商编码。这两段加密信息会和通证号码一起，在出售 给消费者时，可以以销售凭证的方式提供。销售凭证可以表现为二维码或者条形码。

消费者通过本系统的公众数据查询模块上传这些信息给本系统，防伪溯源系统通过解密模块，将这些信息，以及消费者提供的其他信息处理后，返回给消费者产品为正品的概率。

基于上述任一实施例，区块链溯源与安全模块还用于：

当针对产品的商业行为是二手买卖赠与时，将产品的二手交易类的非同质化通证，与产品的制造类的非同质化通证和分销类的非同质化通证进行通证号码一致性比较；

若各非同质化通证的通号号码一致，则基于产品的加密售出时间、通证号码以及加密购买时间，生成产品的二手销售凭证。

具体地，由于智能合约的不同，产品的二手交易类的非同质化通证与产品的制造类的非同质化通证和分销类的非同质化通证不同，但是它们的通证号码保持一致。

在针对产品的商业行为是二手买卖赠与时，区块链溯源与安全模块将产品的二手交易类的非同质化通证，与产品的制造类的非同质化通证和分销类的非同质化通证进行通证号码一致性比较。如果通证号码一致，则二手交易类的非同质化通证是有效的和可信的。

在二手交易类的非同质化通证通过通证号码一致性比较后，会回馈给二手交易卖方一个包含加密售出时间、通证号码以及加密购买时间的二手销售凭证。二手交易买方通过此二手销售凭证可以以上述方式通过本系统的公众数据查询模块对产品进行防伪验证。二手销售凭证可以表现为二维码或者条形码。

基于上述任一实施例，智能合约是基于ZKBox协议构建的，ZKBox协议是基于ZK-Rollup协议和ERC-721协议确定的。

具体地，本发明实施例中的智能合约是基于ZKBox协议进行编程构建的。通过ZKBox协议构建出不同的智能合约，所有构建出的智能合约都遵循ZKBox协议。ZKBox协议是基于以太坊Layer2的NFT协议，可实现在以太坊 Layer2上免费发行、转账、交易NFT。ZKBox协议使用 ZK-Rollup协议和ERC-721协议，通过大量计算来保证 Layer1 和 Layer2 状态的一致性，可以支持以太坊主链的NFT充值到Layer2，以及Layer2的NFT提现至以太坊主链，大大节省了用户的使用和交易成本。

其中，ZK-Rollup协议实现调用、运算、修改、上链和验证等功能，以上传公式代替上传数据，提高了数据上链效率和安全性。ERC-721协议实现查询通证所属、改变通证所属、上传通证URI和制造通证等功能，使产品和数据产生关联性，标记所属，记录交易历史。

基于上述任一实施例，参与者记录包括产品加密生产日期、通证号码、加密产品信息、加密出售时间、加密出售人编码以及加密购买时间。

具体地，本发明实施例中的参与者记录可以根据商业行为中参与者账户类型进行确定，记录的内容包括产品加密生产日期、通证号码、加密产品信息、加密出售时间、加密出售人编码以及加密购买时间。

其中，参与者账户可以分为制造厂商账户、分销商账户、多个直销账户，以及二手市场商账户。实际参与者本身并不拥有、管理这些账户。这些账户由基于以太坊信标链体系的产品防伪溯源系统创建并管理，其意义只是为了记录溯源产品的生产销售过程。

基于上述任一实施例，产品在各个商业行为中的通证号码相同。

具体地，产品可能经历多个商业行为，可以预先设置产品的通证号码。产品在各个商业行为对应的智能合约下，可能生成不同的通证，但是通证号码保持一致。

综上所述，本发明实施例提供的基于以太坊信标链体系的产品防伪溯源系统的有益效果包括：

（1）相比于现有的区块链单链结构，以太坊信标链体系采用信标链、主链和分片链的多链结构，主链用于部署多个商业行为对应的智能合约，分片链用于储存产品的非同质化通证，主链和多个分片链的组合提高了区块链的带宽，提高了区块链溯源系统的运行效率；

（2）信标链采用权益证明机制对产品的参与者记录进行共识验证，无需采用高耗能的挖矿模式进行验证，降低了区块链溯源系统的运行能耗；

（3）主链中部署的智能合约是基于ZKBox协议构建的，能够即时、大批量地、低能耗地生成非同质化通证，使得产品防伪溯源系统中能够体现大规模产品中个体产品的非同质化属性，有利于实现精确检索个体产品，提高了数据与产品之间的关联性，提高了产品溯源的准确率；

（4）由于采用基于信标链的权益证明机制以及参与者记录的分布式存储方式，整个系统透明度高，便于监管；完全去中心化，不占用本地资源，不容易被攻破（被攻破概率为一万亿分之一），安全性高。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。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方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干命令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于以太坊信标链体系的产品防伪溯源系统，其特征在于，包括：

业务模块，用于获取针对产品的商业行为的参与者记录；

区块链溯源与安全模块，与所述业务模块连接，用于基于分布式存储子模块对所述参与者记录进行存储，并基于以太坊信标链体系中的信标链对所述参与者记录采用权益证明机制进行共识验证，验证通过则基于所述以太坊信标链体系中的主链存储的智能合约，生成所述产品的非同质化通证，并基于所述信标链将所述非同质化通证随机存储在所述以太坊信标链体系中的任一分片链；所述非同质化通证包括所述参与者记录在所述分布式存储子模块中的统一资源标识符；

查询与监督模块，与所述区块链溯源与安全模块连接，用于获取所述产品的统一资源标识符，并基于所述统一资源标识符从所述分布式存储子模块中确定所述产品的参与者记录。

2.根据权利要求1所述的基于以太坊信标链体系的产品防伪溯源系统，其特征在于，所述区块链溯源与安全模块具体用于：

基于所述主链存储的智能合约中与所述商业行为所对应的智能合约，生成所述产品的非同质化通证。

3.根据权利要求2所述的基于以太坊信标链体系的产品防伪溯源系统，其特征在于，所述区块链溯源与安全模块具体用于：

在所述商业行为是产品制造的情况下，基于所述主链存储的智能合约中与所述产品制造所对应的智能合约，生成所述产品的制造类的非同质化通证，所述制造类的非同质化通证的所属为所述产品的制造厂商账户；

在所述商业行为是产品分销且是首次分销的情况下，基于所述主链存储的智能合约中与所述产品分销所对应的智能合约，生成所述产品的分销类的非同质化通证，所述分销类的非同质化通证的所属为所述产品的拥有者的参与者账户；

在所述商业行为是二手买卖赠与的情况下，基于所述主链存储的智能合约中与所述二手买卖赠与所对应的智能合约，生成所述产品的二手交易类的非同质化通证，所述二手交易类的非同质化通证的所属为二手交易后所述产品的拥有者的参与者账户。

4.根据权利要求3所述的基于以太坊信标链体系的产品防伪溯源系统，其特征在于，所述产品的制造类的非同质化通证和分销类的非同质化通证中的通证号码相同。

5.根据权利要求3所述的基于以太坊信标链体系的产品防伪溯源系统，其特征在于，所述区块链溯源与安全模块还用于：

在所述商业行为是产品分销且非首次分销，或所述商业行为是产品出售的情况下，基于所述主链存储的智能合约中与所述产品分销所对应的智能合约，更新所述分销类的非同质化通证的所属为分销后所述产品的拥有者的参与者账户或者出售后所述产品的拥有者的参与者账户。

6.根据权利要求5所述的基于以太坊信标链体系的产品防伪溯源系统，其特征在于，所述区块链溯源与安全模块还用于：

当针对产品的商业行为是产品出售时，基于所述产品的最终销售时间、最终销售人编码以及所述产品的非同质化通证中的通证号码，生成所述产品的销售凭证。

7.根据权利要求3所述的基于以太坊信标链体系的产品防伪溯源系统，其特征在于，所述区块链溯源与安全模块还用于：

当针对产品的商业行为是二手买卖赠与时，将所述产品的二手交易类的非同质化通证，与所述产品的制造类的非同质化通证和所述分销类的非同质化通证进行通证号码一致性比较；

若各非同质化通证的通号号码一致，则基于所述产品的加密售出时间、通证号码以及加密购买时间，生成所述产品的二手销售凭证。

8.根据权利要求1至7任一项所述的基于以太坊信标链体系的产品防伪溯源系统，其特征在于，还包括：

加密与解密模块，与所述业务模块和所述查询与监督模块连接，用于对所述参与者记录进行加密，以使所述业务模块上传加密后的参与者记录至所述区块链溯源与安全模块，以及对所述查询与监督模块确定的参与者记录进行解密。

9.根据权利要求1至7任一项所述的基于以太坊信标链体系的产品防伪溯源系统，其特征在于，所述智能合约是基于ZKBox协议构建的，所述ZKBox协议是基于ZK-Rollup协议和ERC-721协议确定的。

10.根据权利要求1至7任一项所述的基于以太坊信标链体系的产品防伪溯源系统，其特征在于，所述参与者记录包括产品加密生产日期、通证号码、加密产品信息、加密出售时间、加密出售人编码以及加密购买时间。

Images