CN116843353B - 一种基于区块链和物联网的农产品溯源系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种基于区块链和物联网的农产品溯源系统及方法。该系统中，物联网设备用于获取农产品的生产信息并向产地服务器发送生产信息；产地服务器用于生成生产信息的第一验证信息，以及向区块链节点发送第一验证信息；区块链节点用于将第一验证信息存储在区块链中；终端设备用于响应用户对农产品的溯源操作向产地服务器发送溯源信息；溯源信息用于请求反馈农产品的生产信息；产地服务器用于根据溯源信息从区块链节点中获取第一验证信息；产地服务器用于根据第一验证信息对生产信息进行校验，以及在校验成功时根据溯源信息向终端设备发送生产信息。该系统在数据被篡改时能够进行及时地识别，从而提高农产品信息的真实性和安全性。

Description

一种基于区块链和物联网的农产品溯源系统及方法

技术领域

本发明涉及农产品溯源领域，具体而言，涉及一种基于区块链和物联网的农产品溯源系统及方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，农产品的安全问题越来越受到人们的关注。近年来，虽然通信水平有了极大的提高，但是在当今农产品贸易过程中，生产商和消费者之间依然存在着严重的信息不对称现象。具体来说，在不良生产商的有意误导下，缺少信息获取渠道的消费者往往会购买到有安全问题的农产品，导致消费者对农产品的安全缺乏信任，消费意愿下降。同时，农产品的生产信息不透明，监管不严格等问题也使得农产品的安全问题频发，且难以被追责。

最近，人们提出了农产品可追溯系统。农产品可追溯系统是指：用于追踪农产品进入市场各个阶段的系统，涉及到农产品生产、加工、运输、批发及销售等多个环节，有助于质量控制和在必要时召回产品。具体而言，农产品溯源系统可将农产品生产、加工、销售等过程的各种相关信息进行记录并存储，消费者能够通过印刷在农产品表面或外包装上的识别码在网络上对该农产品进行查询认证，追溯其在各环节中的相关信息。因此，采用农产品可追溯系统可以实现产品源头到加工流通过程的追溯，保证消费者购买到放心产品，防止假冒伪劣农产品进入市场。

以鸡蛋的可追溯系统为例，在鸡蛋被生产出来时，可以通过印刷设备（比如标签印刷机）在鸡蛋表面或者包装好的鸡蛋盒上进行识别码（比如二维码）的印刷，然后将与该识别码关联的鸡蛋生产信息（例如生产商、生产地、生产时间、产房温度湿度、检验检疫信息等）发送至平台服务器进行存储。消费者在购买到该鸡蛋时，可以利用手机对鸡蛋表面或者包装好的鸡蛋盒上的识别码进行扫描，来获取存储在平台服务器的鸡蛋生产信息，从而实现鸡蛋的生产信息的溯源。

但是，当前的农产品可追溯系统采用的是中心化数据库存储数据，与农产品有关的所有信息，包括生产商、供应链信息及交易信息等内容被存储在中心化数据库中。这种存储方式使得数据不再被数据所有者直接管理，增大了数据泄露和被篡改的风险，可能导致食品信息被攻击者恶意修改，进而导致食品溯源体系无法有效查询溯源真实数据，同时，云计算存储服务仍然没有摆脱中心化服务器的限制，存储在云服务器当中的商品信息对于消费者而言仍然是不透明的。这意味着政府的监管部门、经销商都无法保证数据的可靠性，农产品信息的真实性和安全性大打折扣，导致消费者仍对农产品安全存在信任危机。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于区块链和物联网的农产品溯源系统及方法，通过将农产品的生产信息存储在产地服务器并将生产信息的验证信息存储在区块链中，以及在溯源时通过该验证信息对生产信息进行验证，在数据被篡改时能够进行及时地识别，从而提高农产品信息的真实性和安全性。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种基于区块链和物联网的农产品溯源系统，包括物联网设备、产地服务器、区块链节点和终端设备；其中，所述物联网设备，用于获取农产品的生产信息，并向所述产地服务器发送所述生产信息；所述产地服务器，用于接收并存储所述生产信息，以及生成所述生产信息的第一验证信息，以及向所述区块链节点发送所述第一验证信息；所述区块链节点，用于接收所述第一验证信息，并将所述第一验证信息存储在区块链中；所述终端设备，用于响应用户对所述农产品的溯源操作，向所述产地服务器发送溯源信息；所述溯源信息用于请求反馈所述农产品的所述生产信息；所述产地服务器，还用于接收所述溯源信息，并根据所述溯源信息从所述区块链节点中获取所述第一验证信息；所述产地服务器，还用于根据所述第一验证信息对所述生产信息进行校验，以及在校验成功时根据所述溯源信息向所述终端设备发送所述生产信息。

在本发明的可选实施例中，所述物联网设备，还用于向所述区块链节点发送所述生产信息；所述区块链节点，还用于根据所述生产信息生成第二验证信息；所述区块链节点，还用于比较所述第一验证信息与所述第二验证信息是否一致，并在所述第一验证信息与所述第二验证信息不一致时，生成警示信息；所述警示信息用于指示所述产地服务器存储的生产信息被篡改。

在本发明的可选实施例中，第一方面所述的农产品溯源系统还包括备份服务器；所述区块链节点，还用于在所述第一验证信息与所述第二验证信息一致时，向所述物联网设备发送生产备份信息；所述生产备份信息用于指示所述物联网设备对所述生产信息进行备份；所述物联网设备，还用于根据所述生产备份信息向所述备份服务器发送所述生产信息；所述备份服务器，用于接收并存储所述生产信息，以及根据所述生产信息生成第三验证信息，以及向所述区块链节点发送所述第三验证信息；所述区块链节点，还用于接收所述第三验证信息，并将所述第三验证信息存储在所述区块链中。

在本发明的可选实施例中，所述产地服务器，还用于在根据所述第一验证信息对所述生产信息进行校验失败时，从所述备份服务器中获取所述生产信息，以及根据所述溯源信息向所述终端设备发送从所述备份服务器中获取的生产信息。

在本发明的可选实施例中，所述产地服务器，还用于周期性地从所述区块链节点中获取所述第一验证信息，以及根据所述第一验证信息对所述生产信息进行校验；所述产地服务器，还用于在根据所述第一验证信息对所述生产信息进行校验失败时，从所述备份服务器中获取所述生产信息，以及利用从所述备份服务器中获取的生产信息覆盖所述产地服务器中存储的生产信息。

在本发明的可选实施例中，所述第一验证信息的生成算法包括：CRC循环冗余校验或奇偶校验。

在本发明的可选实施例中，所述物联网设备，还用于在获取到所述生产信息时，根据所述生产信息生成第四验证信息，以及向所述区块链节点发送所述第四验证信息；所述第四验证信息包括均匀分布在所述生产信息中的多个数据；所述区块链节点，用于接收所述第四验证信息，并将所述第四验证信息存储在所述区块链中。

在本发明的可选实施例中，所述产地服务器，还用于从所述区块链节点中获取所述第四验证信息；所述产地服务器，还用于根据所述第四验证信息对所述生产信息进行校验，以及在校验失败时生成所述警示信息。

第二方面，本发明提供一种基于区块链和物联网的农产品溯源方法，应用于农产品溯源系统，所述农产品溯源系统包括物联网设备、产地服务器、区块链节点和终端设备。第二方面所述的基于区块链和物联网的农产品溯源方法包括：所述物联网设备获取农产品的生产信息，并向所述产地服务器发送所述生产信息；所述产地服务器接收并存储所述生产信息，以及生成所述生产信息的第一验证信息，以及向所述区块链节点发送所述第一验证信息；所述区块链节点接收所述第一验证信息，并将所述第一验证信息存储在区块链中；所述终端设备响应用户对所述农产品的溯源操作，向所述产地服务器发送溯源信息；所述溯源信息用于请求反馈所述农产品的所述生产信息；所述产地服务器接收所述溯源信息，并根据所述溯源信息从所述区块链节点中获取所述第一验证信息；所述产地服务器根据所述第一验证信息对所述生产信息进行校验，以及在校验成功时根据所述溯源信息向所述终端设备发送所述生产信息。

在本发明的可选实施例中，第二方面所述的基于区块链和物联网的农产品溯源方法还包括：所述物联网设备向所述区块链节点发送所述生产信息；所述区块链节点根据所述生产信息生成第二验证信息；所述区块链节点比较所述第一验证信息与所述第二验证信息是否一致，并在所述第一验证信息与所述第二验证信息不一致时，生成警示信息；所述警示信息用于指示所述产地服务器存储的生产信息被篡改。

在本发明的可选实施例中，所述农产品溯源系统还包括备份服务器；第二方面所述的基于区块链和物联网的农产品溯源方法还包括：所述区块链节点在所述第一验证信息与所述第二验证信息一致时，向所述物联网设备发送生产备份信息；所述生产备份信息用于指示所述物联网设备对所述生产信息进行备份；所述物联网设备根据所述生产备份信息向所述备份服务器发送所述生产信息；所述备份服务器接收并存储所述生产信息，以及根据所述生产信息生成第三验证信息，以及向所述区块链节点发送所述第三验证信息；所述区块链节点接收所述第三验证信息，并将所述第三验证信息存储在所述区块链中。

在本发明的可选实施例中，第二方面所述的基于区块链和物联网的农产品溯源方法还包括：所述产地服务器在根据所述第一验证信息对所述生产信息进行校验失败时，从所述备份服务器中获取所述生产信息，以及根据所述溯源信息向所述终端设备发送从所述备份服务器中获取的生产信息。

在本发明的可选实施例中，第二方面所述的基于区块链和物联网的农产品溯源方法还包括：所述产地服务器周期性地从所述区块链节点中获取所述第一验证信息，以及根据所述第一验证信息对所述生产信息进行校验；所述产地服务器在根据所述第一验证信息对所述生产信息进行校验失败时，从所述备份服务器中获取所述生产信息，以及利用从所述备份服务器中获取的生产信息覆盖所述产地服务器中存储的生产信息。

在本发明的可选实施例中，所述第一验证信息的生成算法包括：CRC循环冗余校验或奇偶校验。

在本发明的可选实施例中，第二方面所述的基于区块链和物联网的农产品溯源方法还包括：所述物联网设备在获取到所述生产信息时，根据所述生产信息生成第四验证信息，以及向所述区块链节点发送所述第四验证信息；所述第四验证信息包括均匀分布在所述生产信息中的多个数据；所述区块链节点接收所述第四验证信息，并将所述第四验证信息存储在所述区块链中。

在本发明的可选实施例中，第二方面所述的基于区块链和物联网的农产品溯源方法还包括：所述产地服务器从所述区块链节点中获取所述第四验证信息；所述产地服务器根据所述第四验证信息对所述生产信息进行校验，以及在校验失败时生成所述警示信息。

第三方面，本发明提供一种产地服务器，包括处理器和存储器，所述存储器存储有机器可读指令，所述处理器用于执行所述机器可读指令，以实现所述第二方面中任一可选实施例所述的基于区块链和物联网的农产品溯源方法中产地服务器所执行的功能。

第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，包括计算机程序，当所述计算机程序在计算机上运行时，实现所述第二方面中任一可选实施例所述的基于区块链和物联网的农产品溯源方法中产地服务器所执行的功能。

可以理解，基于上述各个方面提供的实施例，相较于现有的农产品可追溯系统，本发明实施例提供的基于区块链和物联网的农产品溯源系统中，对于物联网设备获取的生产信息，产地服务器不仅对该生产信息进行存储，还将该生产信息的第一验证信息存储至区块链中，使得该第一验证信息难以被篡改，如此一来，消费者在利用终端设备对农产品进行溯源时，产地服务器可以从区块链中获取到该第一验证信息并利用该第一验证信息对其存储的农产品的生产信息进行校验，以判断该生产信息是否被篡改。因此，本发明实施例提供的农产品溯源系统能够在数据被篡改时能够进行及时地识别，从而提高农产品信息的真实性和安全性。

并且更重要的是，由于生产信息存储在产地服务器而验证信息存储在区块链中并且验证信息相较于生产信息而言存储占用极少，因此本发明实施例提供的农产品溯源系统还可以减少区块链中区块的使用量，避免区块链存储过量数据导致区块链的查询时间过长，也即是避免消费者对农产品进行溯源时消耗过长的时间，提升数据查询时的响应速度。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例所提供的产地服务器的结构框图；

图2为本发明实施例所提供的基于区块链和物联网的农产品溯源系统的一种模块框图；

图3为本发明实施例所提供的基于区块链和物联网的农产品溯源方法的一种流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

在本发明实施例的设计实现过程中，本发明的发明人发现：当前的农产品可追溯系统采用的是中心化数据库存储数据，与农产品有关的所有信息，包括生产商、供应链信息及交易信息等内容被存储在中心化数据库中。这种存储方式使得数据不再被数据所有者直接管理，增大了数据泄露和被篡改的风险，可能导致食品信息被攻击者恶意修改，进而导致食品溯源体系无法有效查询溯源真实数据。

为了解决上述现有技术中的问题，本发明实施例提出了一种技术方案，包括产地服务器、基于区块链和物联网的农产品溯源系统、基于区块链和物联网的农产品溯源方法。本方案通过将农产品的生产信息存储在产地服务器并将生产信息的验证信息存储在区块链中，以及在溯源时通过该验证信息对生产信息进行验证，在数据被篡改时能够进行及时地识别，从而提高农产品信息的真实性和安全性。

首先，本发明实施例提供了一种产地服务器。请参考图1，为本发明实施例所提供的产地服务器的结构框图。该产地服务器100包括：存储器110、处理器120，该存储器110、处理器120可以与通信接口130之间直接地或间接地电性连接，以实现数据的传输以及交互。例如，这些元件相互之间可通过总线和/或信号线实现电性连接。

处理器120可以处理与农产品溯源方法有关的信息和/或数据，以执行本发明描述的一个或多个功能。例如，处理器120可以：接收并存储物联网设备发送的生产信息，以及生成生产信息的第一验证信息，以及向区块链节点发送第一验证信息；接收溯源信息，并根据溯源信息从区块链节点中获取第一验证信息；根据第一验证信息对生产信息进行校验，以及在校验成功时根据溯源信息向终端设备发送生产信息。如此，可以将农产品的生产信息存储在产地服务器100并将生产信息的验证信息存储在区块链中，以及在溯源时通过该验证信息对生产信息进行验证，从而在数据被篡改时能够进行及时地识别，提高农产品信息的真实性和安全性。

其中，上述的存储器110可以包括但不限于：固态硬盘（Solid State Disk，SSD）、机械硬盘（Hard Disk Drive，HDD）、只读存储器（Read Only Memory，ROM），可编程只读存储器（Programmable Read-Only Memory，PROM），可擦除只读存储器（Erasable ProgrammableRead-Only Memory，EPROM），随机存取存储器（Random AccessMemory，RAM），电可擦除只读存储器（Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM）等。

上述的处理器120可以包括但不限于：中央处理器（Central Processing Unit，CPU）、网络处理器（Network Processor，NP）等；还可以是但不限于：专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）、数字信号处理器（DigitalSignalProcessing，DSP）、现场可编程门阵列（Field－Programmable Gate Array，FPGA）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。因此，上述的处理器120可以是一种具有信号处理能力的集成电路芯片。

可以理解的是，图1所示的产地服务器100的结构仅为一种示意结构，该产地服务器100还可以包括比图1中所示的结构更多或者更少的组件或模块，或者具有与图1中所示的结构不同的配置或构造。并且，图1中所示的各组件可通过硬件、软件或两者的组合来实现。

此外，还应理解的是，根据实际应用时的需求的不同，本发明提供的产地服务器100可以采用不同的配置或构造。例如，本发明所提供的产地服务器100可以是具有通信、计算和存储功能的电子设备，例如计算机、云平台等。

当本发明所提供的产地服务器100为具有通信、计算和存储功能的电子设备时，这些电子设备也可以：接收并存储物联网设备发送的生产信息，以及生成生产信息的第一验证信息，以及向区块链节点发送第一验证信息；接收溯源信息，并根据溯源信息从区块链节点中获取第一验证信息；根据第一验证信息对生产信息进行校验，以及在校验成功时根据溯源信息向终端设备发送生产信息。如此，能够将农产品的生产信息存储在产地服务器100并将生产信息的验证信息存储在区块链中，以及在溯源时通过该验证信息对生产信息进行验证，从而在数据被篡改时能够进行及时地识别，提高农产品信息的真实性和安全性。

在产地服务器100的基础上，本发明实施例还提供一种基于区块链和物联网的农产品溯源系统，可以包括上述的产地服务器100、物联网设备、区块链节点和终端设备，并实现本发明提供的农产品溯源方法。下面将结合附图对该基于区块链和物联网的农产品溯源系统进行阐述。

请参照图2，图2为本发明实施例提供的一种基于区块链和物联网的农产品溯源系统的模块框图。该农产品溯源系统200包括：产地服务器210、物联网设备220、区块链节点230和终端设备240。其中，产地服务器210与物联网设备220、区块链节点230和终端设备240通信连接，例如，通过无线网络（例如，第四代移动通信技术（4G）、第五代移动通信技术（5G）或WiFi）或有线网络进行连接。具体来说，产地服务器210与区块链节点230之间可以通过有线网络（例如光纤）连接。物联网设备220可以通过其本身安装的通信模块与产地服务器210连接，例如，安装有WiFi模块的物联网设备220可以通过路由器接入互联网进而与产地服务器210实现连接，安装有物联网网关通信模块的物联网设备220可以通过网关接入互联网进而与产地服务器210实现连接。终端设备240可以通过4G或5G与产地服务器210实现连接。

在可选实施例中，产地服务器210为上述产地服务器100的一种实施例，具体结构的说明可以参照上文的相关描述。物联网设备220包括但不限于：农产品生产加工、流通、销售等全过程中使用的各类传感器（例如温湿度传感器、PM2.5传感器等）、生产过程中使用的识别码印刷器、监控摄像头等。区块链节点230包括安装有用于农产品溯源系统的区块链程序的电子设备，具体类型可以是服务器、计算机等。终端设备240包括但不限于：手机、平板、可穿戴设备（例如智能手环、智能手表等）。

在图2所示的系统200中，物联网设备220用于获取农产品的生产信息，并向产地服务器210发送生产信息；产地服务器210用于接收并存储所述生产信息，以及生成所述生产信息的第一验证信息，以及向区块链节点230发送所述第一验证信息；区块链节点230用于接收所述第一验证信息，并将所述第一验证信息存储在区块链中；终端设备240用于响应用户对所述农产品的溯源操作，向产地服务器210发送所述溯源信息；其中，溯源信息用于请求反馈所述农产品的生产信息；产地服务器210还用于接收所述溯源信息，并根据所述溯源信息从区块链节点230中获取第一验证信息；产地服务器210还用于根据所述第一验证信息对所述生产信息进行校验，以及在校验成功时根据所述溯源信息向终端设备240发送所述生产信息。

下面分别对上述的各个设备的功能的表述进行说明。

上述的农产品包括但不限于：蔬菜水果、肉禽蛋等。农产品的生产信息包括但不限于：农产品在养殖（或是种植）、加工、物流、销售等环节的信息。以农产品为鸡蛋举例，鸡蛋的生产信息包括如下一项或多项：鸡蛋的生产加工时间、产地、生产该鸡蛋的目的的饲料、运输该鸡蛋的物流信息、销售该鸡蛋的经销商以及该鸡蛋和生产该鸡蛋的检验检疫信息等。更具体的，在可选的实施例中，农产品的生产信息包括农产品的生长环境参数。所述生长环境参数示例的可以包括农产品（动植物）的生长环境中的温度、湿度、土壤养分、水质等。可以理解，由于农产品（动植物）的生长环境直接决定了动植物的安全性，对于动植物生长环境的监测是食品溯源不可忽视的一部分。因此，通过采集农产品的生长环境参数以供终端设备240进行溯源可以让消费者了解到食品从生产到流通的各个环节的信息。

以农产品为鸡蛋举例，物联网设备220（包括部署在生产鸡蛋的农场的各种传感器，例如温度和湿度传感器、水质传感器、土壤检测传感器等）可以采集鸡蛋的生产环境中的温度、湿度、土壤养分、水质等，并将这些信息作为鸡蛋生产信息的一部分，以供终端设备240进行溯源。其中，终端设备240的具体溯源过程请参照下文相关描述，在此不予赘述。

如此一来，通过物联网设备220等采集数据，可以连接生产、检验、监管和消费各个环节，以供消费者通过终端设备240进行溯源，例如使得消费者能够真实直观地获取到鸡蛋的生产环境中的温度、湿度、土壤养分、水质等信息，从而达到让消费者放心消费、安全消费的目的，同时也达成国家对食品安全监管的目的。

上述的第一验证信息可以是利用校验算法并根据生产信息所计算出来的特征信息或指纹信息。也即是说，本方案中验证信息也可以被称为特征信息或指纹信息。在应用中，验证信息可以用来对生产信息进行校验，以判断生产信息是否被篡改，并且验证信息的数据量相较于生产信息而言极大地减少。例如，当生产信息为记录有农产品的视频信息（通常有数百兆字节）时，该生产信息对应的第一验证信息的长度仅仅可能只有几字节甚至更少。

区块链节点230中可以运行有区块链程序，该区块链程序用于维护一个区块链。当区块链节点230接收到上述的第一验证信息时，可以在区块链的一个新的区块中记录该信息。由于区块链所记录的信息难以被篡改，因此第一验证信息的安全性和真实性将得到保障。

可选的，终端设备240中安装有用于农产品溯源的应用程序（APP），该应用程序在运行时可以在终端设备240的交互界面显示用于实现农产品溯源功能的按钮，例如，显示“溯源”按钮。在该实施例中，用户对农产品的溯源操作可以包括：点击该“溯源”按钮。例如，以用户想要使用终端设备240对其购买的鸡蛋进行溯源举例，用户可以打开终端设备240的农产品溯源的应用程序，点击交互界面显示的“溯源”按钮，并将终端设备240的摄像头对准鸡蛋或鸡蛋包装盒上的识别码（例如，二维码）。其中，该识别码可以与产地服务器210存储的生产信息存在对应关系，如此一来，终端设备240可以响应该溯源操作，识别该识别码并根据该对应关系生产溯源信息，以及向产地服务器210发送该溯源信息。

可选的，产地服务器210根据所述溯源信息从区块链节点230中获取第一验证信息的过程可以包括：产地服务器210向区块链节点230发送第一指令，所述第一指令用于请求反馈所述第一验证信息；区块链节点230接收所述第一指令，并根据所述第一指令向产地服务器210发送所述第一验证信息；产地服务器210接收所述第一验证信息。

在可选实施例中，第一验证信息的生成算法包括但不限于：循环冗余校验（CyclicRedundancy Check，CRC）算法或奇偶校验算法。进一步的，本方案中的各个验证信息（包括第一、第二、第三验证信息）的生成算法包括但不限于：循环冗余校验算法或奇偶校验算法。

可以理解，相较于现有的农产品可追溯系统，本发明实施例提供的基于区块链和物联网的农产品溯源系统200中，对于物联网设备220获取的生产信息，产地服务器210不仅对该生产信息进行存储，还将该生产信息的第一验证信息存储至区块链中，使得该第一验证信息难以被篡改，如此一来，消费者在利用终端设备240对农产品进行溯源时，产地服务器210可以从区块链中获取到该第一验证信息并利用该第一验证信息对其存储的农产品的生产信息进行校验，以判断该生产信息是否被篡改。因此，本发明实施例提供的农产品溯源系统200能够在数据被篡改时能够进行及时地识别，从而提高农产品信息的真实性和安全性。并且更重要的是，由于生产信息存储在产地服务器210而验证信息存储在区块链中并且验证信息相较于生产信息而言存储占用极少，因此本发明实施例提供的农产品溯源系统200还可以减少区块链中区块的使用量，避免区块链存储过量数据导致区块链的查询时间过长，也即是避免消费者对农产品进行溯源时消耗过长的时间，提升数据查询时的响应速度。

在可选实施例中，物联网设备220还用于向区块链节点230发送生产信息。区块链节点230还用于根据生产信息生成第二验证信息。区块链节点230，还用于比较第一验证信息与第二验证信息是否一致，并在第一验证信息与第二验证信息不一致时，生成警示信息。警示信息用于指示产地服务器210存储的生产信息被篡改。在该实施例中，第二验证信息是物联网设备220直接发送至区块链节点230的，中间没有经过产地服务器210，因此通过比较第一验证信息与第二验证信息是否一致，可以进一步判断生产信息在发送给产地服务器210的过程中是否被篡改，从而能够进一步提高农产品信息的真实性和安全性。

在可选实施例中，上述的农产品溯源系统200还包括备份服务器。其中，备份服务器的类型可以为具有通信、计算和存储功能的电子设备。在该实施例中，区块链节点230还用于在第一验证信息与第二验证信息一致时，向物联网设备220发送生产备份信息。其中，生产备份信息用于指示物联网设备220对生产信息进行备份。物联网设备220，还用于根据生产备份信息向备份服务器发送生产信息。备份服务器，用于接收并存储生产信息，以及根据生产信息生成第三验证信息，以及向区块链节点230发送第三验证信息。区块链节点230，还用于接收第三验证信息，并将第三验证信息存储在区块链中。换言之，在确定生产信息在发送给产地服务器210的过程中未被篡改的情况下，本实施例提供的农产品溯源系统200还可以通过备份服务器另外存储一份物联网设备220所获取的生产信息，并将备份服务器中存储的生产信息对应的第三验证信息存储至区块链中，能够在产地服务器210中的生产信息被篡改时，通过备份服务器所存储的生产信息进行恢复，从而进一步提高农产品信息的真实性和安全性。

在可选实施例中，上述的生产备份信息还包括第一验证信息，物联网设备220还用于利用生产备份信息中的第一验证信息对所述生产信息进行加密。例如，将第一验证信息作为加解密密钥对生产信息进行加密。然后，物联网设备220根据所述生产备份信息向备份服务器发送该加密后的生产信息。备份服务器可以接收并存储该加密后的生产信息，以及根据该加密后的生产信息生成第五验证信息，以及向区块链节点230发送该第五验证信息。最后，区块链节点230还用于接收该第五验证信息，并将该第五验证信息存储在所述区块链中。这样，可以避免生产信息被没有查看权限的用户查看，提高信息安全性。并且，通过将第一验证信息作为加解密密钥对生产信息进行加密，相当于利用存储在区块链中已有且难以被修改的信息对生产信息进行加密，既可以简化加密过程，使得性能较差的物联网设备220也能够实现信息的加密，又可以利用区块链保管该加解密密钥，提升密钥的安全性。

进一步的，以产地服务器210举例，如果需要获取备份服务器中存储的加密后的生产信息，产地服务器210可以从区块链节点230中获取第一验证信息以及从备份服务器中获取加密后的生产信息，并利用该第一验证信息对该加密后的生产信息进行解密，从而得到解密后的生产信息。

在可选实施例中，产地服务器210，还用于在根据第一验证信息对生产信息进行校验失败时，从备份服务器中获取生产信息，以及根据溯源信息向终端设备240发送从备份服务器中获取的生产信息。第一验证信息对生产信息进行校验失败时，可以认为产地服务器210中存储的生产信息已被篡改。在此情况下，通过备份服务器获取其中存储的生产信息并反馈给需要溯源该生产信息的用户，避免用户获取到被篡改后的生产信息或者无法获取到生产信息。

在可选实施例中，在备份服务器中存储的生产信息为加密后的生产信息的情况下，产地服务器210在根据第一验证信息对生产信息进行校验失败时，可以从备份服务器中获取加密后的生产信息以及从区块链节点230中获取第一验证信息，然后利用第一验证信息对该加密后的生产信息进行解密，从而得到解密后的生产信息，最后根据溯源信息向终端设备240发送该解密后的生产信息。

在可选实施例中，产地服务器210还用于周期性地从区块链节点230中获取第一验证信息，以及根据第一验证信息对生产信息进行校验。产地服务器210还用于在根据第一验证信息对生产信息进行校验失败时，从备份服务器中获取生产信息，以及利用从备份服务器中获取的生产信息覆盖产地服务器210中存储的生产信息。

其中，周期性可以是指：产地服务器210每隔预设时间段从区块链节点230中获取第一验证信息，以及根据第一验证信息对生产信息进行校验。所述预设时间段例如可以是1天或者1周。可以理解，产地服务器210中存储的生产信息已被篡改时，备份服务器中的生产信息可以用于恢复被篡改的数据，从而进一步提高农产品信息的真实性和安全性。

在可选的实施例中，产地服务器210还用于非周期性地从区块链节点230中获取所述第一验证信息，以及根据所述第一验证信息对所述生产信息进行校验。产地服务器210还用于在根据第一验证信息对生产信息进行校验失败时，从备份服务器中获取生产信息，以及利用从备份服务器中获取的生产信息覆盖产地服务器210中存储的生产信息。可以理解，在当前网络存在风险时，上述的非周期地校验将导致校验没有规律，避免黑客因预测出校验规律而事先劫持并篡改网络中传输的第一验证信息，从而进一步提高生产信息的安全性，有效地避免信息被篡改。

具体来说，在一个实施例中，当产地服务器210的网络防火墙指示当前网络存在潜在风险时，产地服务器210随机地从区块链节点230中获取所述第一验证信息，以及根据所述第一验证信息对所述生产信息进行校验。

在另一个实施例中，产地服务器210每间隔预设时间长度从区块链节点230中获取所述第一验证信息，以及根据所述第一验证信息对所述生产信息进行校验。其中，所述预设时间长度根据如下公式确定：

（公式1）；

其中，T为所述预设时间长度，A、B、r均为大于0的常数，x为获取所述第一验证信息的次数，并且在根据第一验证信息对生产信息进行校验失败时，将x设置为1。可以理解，上述公式1中，随着x的增加，T越来越大，且呈现S型增长，这样，在根据第一验证信息对生产信息进行校验均成功，且随着获取所述第一验证信息的次数增加时，T将增加直至接近一个极限值，既可以节省产地服务器210的功耗，又不影响对产地服务器210不断地对生产信息进行校验。并且，在根据第一验证信息对生产信息进行校验失败时，通过将x设置为1，能够极大地提升产地服务器210对生产信息进行校验的频率，从而有效地避免黑客因预测出校验规律而事先劫持并篡改网络中传输的第一验证信息，以及篡改生产信息，从而进一步提高生产信息的安全性，有效地避免信息被篡改。

在可选实施例中，物联网设备220还用于在获取到生产信息时，根据生产信息生成第四验证信息，以及向区块链节点230发送第四验证信息。第四验证信息包括均匀分布在生产信息中的多个数据。区块链节点230用于接收第四验证信息，并将第四验证信息存储在区块链中。

其中，第四验证信息包括均匀分布在生产信息中的多个数据可以理解为：在根据生产信息生成第四验证信息时，可以均匀抽取生产信息中的N个数据，并将这N个数据组合成第四验证信息。可以理解，相较于上述的循环冗余校验算法或奇偶校验算法，该第四验证信息的生成算法更加简单高效，计算量更小，从而更加适合算力和容量不足的物联网设备220。在该实施例中，通过物联网设备220对生产信息对应的第四验证信息进行计算，并将第四验证信息发送至区块链节点230，既可以保证物联网设备220不被占用太多计算量以致死机，使得验证信息的计算可以下放至物联网设备220，又可以避免生产信息在传输的过程中被篡改，从而能够进一步提高农产品信息的真实性和安全性。

在可选实施例中，产地服务器210还用于从区块链节点230中获取第四验证信息。产地服务器210，还用于根据第四验证信息对生产信息进行校验，以及在校验失败时生成警示信息。这样，产地服务器210可以进一步通过第四校验信息确定其存储的生产信息是否被篡改，从而确保生产信息的准确性。

进一步的，为了实现上述的农产品溯源系统200的实施例中各个设备的功能，下面给出一种基于区块链和物联网的农产品溯源方法的实现方式。请参阅图3，图3示出了本发明实施例提供的一种基于区块链和物联网的农产品溯源方法的流程示意图。

该农产品溯源方法可以应用于上述图2所示的农产品溯源系统200。需要说明的是，本实施例所提供的农产品溯源方法，其基本原理及产生的技术效果和上述系统200实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参照上述的系统200实施例中相应内容。

具体来说，该农产品溯源方法可以包括以下步骤S110~S160，下面分别说明。

S110，物联网设备220获取农产品的生产信息，并向产地服务器210发送生产信息。

S120，产地服务器210接收并存储生产信息，以及生成生产信息的第一验证信息，以及向区块链节点230发送第一验证信息。

S130，区块链节点230接收第一验证信息，并将第一验证信息存储在区块链中。

S140，终端设备240响应用户对农产品的溯源操作，向产地服务器210发送溯源信息；溯源信息用于请求反馈农产品的生产信息。

S150，产地服务器210接收溯源信息，并根据溯源信息从区块链节点230中获取第一验证信息。

S160，产地服务器210根据第一验证信息对生产信息进行校验，以及在校验成功时根据溯源信息向终端设备240发送生产信息。

基于上述方法实施例，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述农产品溯源方法中产地服务器所执行的步骤。

具体地，该存储介质可以为通用的存储介质，如移动磁盘、硬盘等，该存储介质上的计算机程序被运行时，能够执行上述实施例中的农产品溯源方法中产地服务器所执行的步骤，从而解决“当前的农产品可追溯系统存在数据泄露和被篡改的风险，可能导致食品信息被攻击者恶意修改，进而导致食品溯源体系无法有效查询溯源真实数据”的问题，能够在数据被篡改时能够进行及时地识别，从而提高农产品信息的真实性和安全性。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，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单元来实现本实施例方案的目的。

再者，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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)

1.一种基于区块链和物联网的农产品溯源系统，其特征在于，包括物联网设备、产地服务器、区块链节点和终端设备；其中，

所述物联网设备，用于获取农产品的生产信息，并向所述产地服务器发送所述生产信息；

所述产地服务器，用于接收并存储所述生产信息，以及生成所述生产信息的第一验证信息，以及向所述区块链节点发送所述第一验证信息，所述第一验证信息是利用校验算法并根据所述生产信息所计算出来的特征信息或指纹信息；

所述区块链节点，用于接收所述第一验证信息，并将所述第一验证信息存储在区块链中；

所述终端设备，用于响应用户对所述农产品的溯源操作，向所述产地服务器发送溯源信息；所述溯源信息用于请求反馈所述农产品的所述生产信息；

所述产地服务器，还用于接收所述溯源信息，并根据所述溯源信息从所述区块链节点中获取所述第一验证信息；

所述产地服务器，还用于根据所述第一验证信息对所述生产信息进行校验，以及在校验成功时根据所述溯源信息向所述终端设备发送所述生产信息；

所述产地服务器，还用于每间隔预设时间长度从所述区块链节点中获取所述第一验证信息，以及根据所述第一验证信息对所述生产信息进行校验，其中，所述预设时间长度根据如下公式确定：

；

其中，T为所述预设时间长度，A、B、r均为大于0的常数，x为获取所述第一验证信息的次数；并且，所述产地服务器在根据所述第一验证信息对所述生产信息进行校验失败时，将x设置为1。

2.根据权利要求1所述的基于区块链和物联网的农产品溯源系统，其特征在于，所述物联网设备，还用于向所述区块链节点发送所述生产信息；

所述区块链节点，还用于根据所述生产信息生成第二验证信息；

所述区块链节点，还用于比较所述第一验证信息与所述第二验证信息是否一致，并在所述第一验证信息与所述第二验证信息不一致时，生成警示信息；所述警示信息用于指示所述产地服务器存储的生产信息被篡改。

3.根据权利要求2所述的基于区块链和物联网的农产品溯源系统，其特征在于，还包括备份服务器；

所述区块链节点，还用于在所述第一验证信息与所述第二验证信息一致时，向所述物联网设备发送生产备份信息；所述生产备份信息用于指示所述物联网设备对所述生产信息进行备份；

所述物联网设备，还用于根据所述生产备份信息向所述备份服务器发送所述生产信息；

所述备份服务器，用于接收并存储所述生产信息，以及根据所述生产信息生成第三验证信息，以及向所述区块链节点发送所述第三验证信息；

所述区块链节点，还用于接收所述第三验证信息，并将所述第三验证信息存储在所述区块链中。

4.根据权利要求3所述的基于区块链和物联网的农产品溯源系统，其特征在于，所述产地服务器，还用于在根据所述第一验证信息对所述生产信息进行校验失败时，从所述备份服务器中获取所述生产信息，以及根据所述溯源信息向所述终端设备发送从所述备份服务器中获取的生产信息。

5.根据权利要求3所述的基于区块链和物联网的农产品溯源系统，其特征在于，所述产地服务器，还用于周期性地从所述区块链节点中获取所述第一验证信息，以及根据所述第一验证信息对所述生产信息进行校验；

所述产地服务器，还用于在根据所述第一验证信息对所述生产信息进行校验失败时，从所述备份服务器中获取所述生产信息，以及利用从所述备份服务器中获取的生产信息覆盖所述产地服务器中存储的生产信息。

6.根据权利要求1所述的基于区块链和物联网的农产品溯源系统，其特征在于，所述第一验证信息的生成算法包括：CRC循环冗余校验或奇偶校验。

7.根据权利要求2所述的基于区块链和物联网的农产品溯源系统，其特征在于，所述物联网设备，还用于在获取到所述生产信息时，根据所述生产信息生成第四验证信息，以及向所述区块链节点发送所述第四验证信息；所述第四验证信息包括均匀分布在所述生产信息中的多个数据；

所述区块链节点，用于接收所述第四验证信息，并将所述第四验证信息存储在所述区块链中。

8.根据权利要求7所述的基于区块链和物联网的农产品溯源系统，其特征在于，所述产地服务器，还用于从所述区块链节点中获取所述第四验证信息；

所述产地服务器，还用于根据所述第四验证信息对所述生产信息进行校验，以及在校验失败时生成所述警示信息。

9.一种基于区块链和物联网的农产品溯源方法，其特征在于，应用于农产品溯源系统，所述农产品溯源系统包括物联网设备、产地服务器、区块链节点和终端设备；

所述基于区块链和物联网的农产品溯源方法包括：

所述物联网设备获取农产品的生产信息，并向所述产地服务器发送所述生产信息；

所述产地服务器接收并存储所述生产信息，以及生成所述生产信息的第一验证信息，以及向所述区块链节点发送所述第一验证信息，所述第一验证信息是利用校验算法并根据所述生产信息所计算出来的特征信息或指纹信息；

所述区块链节点接收所述第一验证信息，并将所述第一验证信息存储在区块链中；

所述终端设备响应用户对所述农产品的溯源操作，向所述产地服务器发送溯源信息；所述溯源信息用于请求反馈所述农产品的所述生产信息；

所述产地服务器接收所述溯源信息，并根据所述溯源信息从所述区块链节点中获取所述第一验证信息；

所述产地服务器根据所述第一验证信息对所述生产信息进行校验，以及在校验成功时根据所述溯源信息向所述终端设备发送所述生产信息；

所述产地服务器每间隔预设时间长度从所述区块链节点中获取所述第一验证信息，以及根据所述第一验证信息对所述生产信息进行校验，其中，所述预设时间长度根据如下公式确定：

；

其中，T为所述预设时间长度，A、B、r均为大于0的常数，x为获取所述第一验证信息的次数；并且，所述产地服务器在根据所述第一验证信息对所述生产信息进行校验失败时，将x设置为1。

10.根据权利要求9所述的基于区块链和物联网的农产品溯源方法，其特征在于，还包括：

所述物联网设备向所述区块链节点发送所述生产信息；

所述区块链节点根据所述生产信息生成第二验证信息；

所述区块链节点比较所述第一验证信息与所述第二验证信息是否一致，并在所述第一验证信息与所述第二验证信息不一致时，生成警示信息；所述警示信息用于指示所述产地服务器存储的生产信息被篡改。