CN117788007A - 一种基于区块链的中药饮片质量溯源系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于区块链的中药饮片质量溯源系统及方法，包括：信息记录子系统，用于基于模板和预设规律进行中药信息录入，获得中药信息记录；信息查询子系统，与所述信息记录子系统连接，用于基于所述中药信息记录构建搜索方式；监管子系统，分别与所述信息记录子系统和所述信息查询子系统连接，用于基于所述搜索方式对中药饮片质量进行筛选并记录，获得中药饮片质量溯源结果。本发明将中药饮片溯源各供应环节数据采用区块链存储方式，保证数据完整性和不被篡改，有效解决中药饮片溯源涉及到的溯源周期长，信息安全保障困难；信息交流存在局限性；数据搜集困难；中央服务器压力大等问题。

Description

一种基于区块链的中药饮片质量溯源系统及方法

技术领域

本发明属于区块链通信领域，特别是涉及一种基于区块链的中药饮片质量溯源系统。

背景技术

中药材的生产自然条件、生态环境，以及其栽培、采收、加工技术都对其品质及疗效有着极大的影响，为了保证中药饮片供应过程中规范化生产和质量可追溯，出现了各种各样的中药饮片溯源系统。《关于推动食品药品生产经营者完善追溯体系的意见》(食药监科〔2016〕122号)等文件明确指出要不断推进食品药品追溯体系的建设。随着现代信息技术的发展，传统中药溯源产业不断与信息化技术相融合，中药溯源产业不断细分为中药质量溯源及中药种子溯源，中药饮片质量溯源作为中药溯源的重要组成部分不断蓬勃发展，

目前，仍然存在许多发展瓶颈及问题有待解决，如传统的中药饮片溯源系统采用的是集中式的存储方式，经营企业是数据库的建设者并对数据拥有完整的控制权，但仍不能保证数据的准确性和完整性。企业担心数据隐私保护不到位，容易出现数据泄露，影响企业的效益；参与企业作为数据的贡献者，却无法使用数据；中药材从种植、加工、制药到运输、销售各个环节数据多存储在多个企业内部ERP系统，各个系统数据的整合出现困难。由于缺乏第三方监督，难以保证系统数据的完整性和准确性。数据计算统计工作量大，耗时久，急需一种不用更换企业内部数据库并能整合中药材各环节数据的统一数据存储方式。监管机构在审核企业中药材信息时，没有简便手段对企业提供数据进行审核，需要进行繁琐的尽职调查与企业信用查询，导致监管过程工作量极大且时间过长。消费者对溯源数据的不信任，溯源数据存在造假、不符合实际情况的可能性，中药饮片溯源系统失去溯源数据准确性。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于区块链的中药饮片质量溯源系统及方法，以解决上述现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于区块链的中药饮片质量溯源系统，包括：

信息记录子系统，用于基于模板和预设规律进行中药信息录入，获得中药信息记录；

信息查询子系统，与所述信息记录子系统连接，用于基于所述中药信息记录构建搜索方式；

监管子系统，分别与所述信息记录子系统和所述信息查询子系统连接，用于基于所述搜索方式对中药饮片质量进行筛选并记录，获得中药饮片质量溯源结果。

优选的，所述信息记录子系统包括：

录入模块，用于基于模板、规律及标准进行中药饮片的信息录入，获得中药饮片信息；

标识模块，用于对所述中药饮片信息进行唯一条形码标识，获得标识信息；

区块保存模块，用于基于储存数据的区块和预设算法将所述标识信息进行储存，获得所述中药信息记录；

验证模块，用于验证所述中药信息记录的完整性。

优选的，所述中药饮片信息包括中药栽培信息、中药采收信息、中药加工信息、中药生产信息、中药经营信息和中药运输信息。

优选的，所述信息查询子系统包括：

搜索模块，用于基于所述中药信息记录构建所述搜索方式；

补充模块，用于基于所述搜索方式的搜索记录对信息缺失部分进行补充；

提示模块，用于若信息已得到补充则提示用户。

优选的，所述搜索方式包括按关键字搜索、按条形码搜索、按时间搜索、按地域搜索。

优选的，所述监管子系统包括：

数据监管模块，用于对所述中药信息记录和搜索方式进行实时监测；

筛选模块，用于预设质量阈值，基于所述质量阈值和所述中药信息记录对中药饮片质量进行筛选并标记，获得所述中药饮片质量溯源结果。

优选的，所述数据监管模块包括：

搜索监管单元，用于对所述搜索方式中系统录入、传输及查询的信息进行监管并实时反馈；

记录核对单元，用于对所述中药信息记录中的信息进行记录并核对。

为实现上述目的，本发明还提供了一种基于区块链的中药饮片质量溯源方法，包括：

基于区块链网络对中药饮片溯源流通订单进行信息获取，获得中药饮片的流通过程记录；

基于溯源信息上传合约将所述中药饮片的流通过程记录进行上传，再基于溯源数据加密合约对所述中药饮片的流通过程记录进行加密，获得加密溯源数据；

构建中药溯源内容访问控制合约，基于所述中药溯源内容访问控制合约判断相应访问控制权限；

用户和监管机构通过所述相应访问控制权限对中药饮片进行质量溯源。

本发明的技术效果为：

本发明将中药饮片溯源各供应环节数据采用区块链存储方式，保证数据完整性和不被篡改，有效解决中药饮片溯源涉及到的溯源周期长，信息安全保障困难；信息交流存在局限性；数据搜集困难；中央服务器压力大等问题，本发明可以实现追踪从中药原料种植及管理，到中药饮片加工、仓储物流及销售，再到中药汤剂制作、管理及销售等环节中的信息，完成中药全流程的溯源，并溯源信息进行监管，全方位保障了中药的质量安全。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例中的区块链应用于中药饮片质量追溯体系图；

图2为本发明实施例中的中药饮片质量溯源系统子系统划分图；

图3为本发明实施例中的区块链层次架构特点与中药饮片质量溯源系统功能对应图

图4为本发明实施例中的溯源业务流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

实施例一

如图1-3所示，本实施例中提供一种基于区块链的中药饮片质量溯源系统，包括：

基于区块链去中心化不可篡改等特点以及区块链的层次结构，针对中药饮片质量溯源系统存在问题进行对应解决，设计基于区块链技术的中药质量溯源系统。

基于区块链技术中药质量溯源系统按照中药质量溯源功能进行子系统划分，即可划分为信息记录子系统、信息查询子系统以及监管子系统。

信息记录子系统

基于中药饮片质量溯源具有环节多、周期长且中药材分布广泛、种类繁多等特点，在中药质量溯源系统中设计信息记录子系统。即中药流通过程中各个环节，按照一定的模板、规律及标准进行信息录入，保证信息录入的完整性、科学性、一致性及准确性。信息记录子系统在中药材种植阶段信息第一次录入中药饮片质量溯源系统时，赋予此中药材唯一条形码作为标识。信息记录子系统涵盖中药溯源过程中栽培、采收、再到中药饮片的加工、生产、经营、运输等环节的信息。信息一旦录入提交则禁止随意修改，保证关键信息的准确完整录入。

信息查询子系统

系统用户、系统管理者及系统信息录入者对系统中已有信息进行查找查询，具有按关键字搜索、按条形码搜索、按时间搜索、按地域搜索等多种搜索方式。尽可能以最快速度，准确查找到所需要的信息。同时具有若所需信息未查找到，信息查询子系统可向信息监管子系统进行实时反馈，寻找到信息缺失源头，及时进行信息回复及补充，保证中药流通过程信息的完整性，信息查询子系统还具有信息查找提示功能，即新补充的信息会通过短信提示方式回复客户，方便用户及时查看。

监管子系统

对系统录入、传输及查询的信息进行监管，可供信息录入者对信息进行实时核对，信息查询者对查询信息存疑时对问题信息进行实时反馈。对信息录入系统的内容及时间等信息进行记录。监管子系统对录入信息的中药饮片进行合格标准审核，对采收时间、存放时间、质及颜色等参数进行确认，对流入市场的中药饮片进行质量方面的筛选。对出现质量问题的中药材条形码进行记录，并进行一定的处罚措施，如一定时间内禁止向系统中录入数据或向系统用户进行公示。

中药质量溯源系统由信息录入子系统、信息查询子系统、监管子系统。区块链由数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层组成。根据区块链层次结构特点，对中药饮片质量溯源系统存在问题进行一一对应，从而更好地完善中药质量溯源系统。

区块链的数据层主要包含了储存数据的区块、时间戳、默克尔树、非对称加密技术以及哈希函数。数据层可将参与中药饮片质量溯源的各个地区、各个中药质量溯源过程中环节划分为不同区块，将信息录入子系统中大量数据保存在各个区块上，并通过如时间戳等将各个区块连接成链，形成完整的区块链。数据层作用为将中药质量溯源各个环节连接成逻辑结构上的区块链。同时由于区块链数据层运用时间戳、哈希函数等算法，令数据的存储具有更强的顺序性及先后性，从而保障中药饮片质量溯源安全。

区块链的网络层使区块链上各个节点具有信息传输点对点的特性，区块链网络的基础通信方式是对等网络，解决了传统中药饮片质量溯源系统运用中央平台技术，导致中央服务器压力过大，一旦出现问题易造成信息丢失等问题。同时具有验证机制，保证了传输过程中信息传输的准确性及完整性。使区块链具有去中心化的特性，且通过验证机制进行信息确认，大大降低了信息被篡改可能性。

区块链的共识层包含多种共识机制，包括工作量证明共识及权益证明共识等。通过此类机制可以最大限度的保障信息不被随意篡改，如在工作量证明机制中，要想达到篡改或伪造区块的目的，必须对此区块以及后面的所有区块都重新寻找随机数，攻击的成本极大。由于中药饮片质量溯源过程涉及多个环节，信息较多，共识层的机制则可保信息的不被篡改性及完整性，使得中药饮片质量溯源系统中信息可信度更高，更好的达到了中药饮片质量溯源系统对中药材质量监测的作用。

区块链的激励层包含了激励政策及机制，从而保证区块链的正常运行及不断扩充，从而覆盖面更广，信息范围更加全面。合约层将国家监管条例、法律、标准、行动纲要等内容以智能合约的形式嵌入在区块链中，实现了中药材质量的规范化、标准化管理，保证了信息录入子系统相关信息的完整性及科学性，并设置必填项目保护关键信息不会出现落填现象。且相关标准采用嵌入式嵌入其中，防止标准被篡改。监管子系统也可根据合约层相关标准及法律等对流入区块链的药材质量信息进行筛选，从而减少在临床应用中出现中药材质量问题的几率。

区块链的应用层可与信息查询子系统相连接，方便用户及审核部门进行信息查询，得到所需中药种植、生产、流通等信息，便于对药材质量进行估计及对中药材质量进行监管。且可通过本地查询，较为快速的查找到所需信息，节省查询用户时间。同时，应用层便于区块链、中药饮片质量溯源同其他产业相结合，进一步促进中药材溯源的发展。监管机构在系统内通过执行所述溯源信息查询合约查看所述商品过程信息，查看各个商品流转的过程，同时执行所述溯源数据多方校验合约来对中药饮片供应链上的商品流转过程进行监管，包括所述商品的溯源信息认证、溯源信息真伪验证、质量抽检管理，用户可以通过手机APP扫码或网页端手动输入查询商品溯源信息。

实施例二

如图4所示，本实施例中提供一种基于区块链的中药饮片质量溯源方法，包括：

建立系统底层区块链网络，将所述中药饮片供应链上的角色设置为所述区块链网络的各节点。中药饮片供应商在商品流转过程中，通过扫码填单、拍照上传至系统，执行溯源信息上传合约来创建中药饮片溯源流通订单，同时触发溯源内容访问控制合约，判断角色的相应访问控制权限，中药饮片的流通过程记录对监管机构系统管理员透明可见；

经销商和物流运输机构通过系统扫码填单、拍照上传中药饮片流转信息，中药饮片信息需按照系统提供的字段规范进行填单，由系统调用执行所述溯源信息上传合约进行所述溯源数据的上传，再经由所述溯源数据加密合约，指定区块链网络中一个节点的公钥进行溯源数据的非对称加密，所拍商品图片通过溯源信息上传合约上传至IPFS文件系统辅助存储，存储返回的哈希码对存储内容具有唯一标识，最后将溯源内容信息与所述IPFS返回哈希码通过溯源信息上传合约上链存储；

监管机构在系统内通过执行所述溯源信息查询合约查看所述商品过程信息，查看各个商品流转的过程，同时执行所述溯源数据多方校验合约来对中药饮片供应链上的商品流转过程进行监管，包括所述商品的溯源信息认证、溯源信息真伪验证、质量抽检管理；

用户可以通过手机APP扫码或网页端手动输入查询商品溯源信息，通过所述溯源信息查询合约查询所述区块链及IPFS服务器上的所述商品溯源信息，将链上信息与IPFS文件系统返回的信息整合显示到前端页面展示。系统生成所述商品溯源证书，并提供校验码查询区块信息。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种基于区块链的中药饮片质量溯源系统，其特征在于，包括：

信息记录子系统，用于基于模板和预设规律进行中药信息录入，获得中药信息记录；

信息查询子系统，与所述信息记录子系统连接，用于基于所述中药信息记录构建搜索方式；

监管子系统，分别与所述信息记录子系统和所述信息查询子系统连接，用于基于所述搜索方式对中药饮片质量进行筛选并记录，获得中药饮片质量溯源结果。

2.根据权利要求1所述的基于区块链的中药饮片质量溯源系统，其特征在于，所述信息记录子系统包括：

录入模块，用于基于模板、规律及标准进行中药饮片的信息录入，获得中药饮片信息；

标识模块，用于对所述中药饮片信息进行唯一条形码标识，获得标识信息；

区块保存模块，用于基于储存数据的区块和预设算法将所述标识信息进行储存，获得所述中药信息记录；

验证模块，用于验证所述中药信息记录的完整性。

3.根据权利要求2所述的基于区块链的中药饮片质量溯源系统，其特征在于，所述中药饮片信息包括中药栽培信息、中药采收信息、中药加工信息、中药生产信息、中药经营信息、中药运输信息、中药饮片编号、中药饮片名称、中药饮片重量、中药饮片生产地、中药饮片检测信息。

4.根据权利要求1所述的基于区块链的中药饮片质量溯源系统，其特征在于，所述信息查询子系统包括：

搜索模块，用于基于所述中药信息记录构建所述搜索方式；

补充模块，用于基于所述搜索方式的搜索记录对信息缺失部分进行补充；

提示模块，用于若信息已得到补充则提示用户。

5.根据权利要求1所述的基于区块链的中药饮片质量溯源系统，其特征在于，所述搜索方式包括按关键字搜索、按条形码搜索、按时间搜索、按地域搜索。

6.根据权利要求1所述的基于区块链的中药饮片质量溯源系统，其特征在于，所述监管子系统包括：

数据监管模块，用于对所述中药信息记录和搜索方式进行实时监测；

加密模块，用于基于溯源信息上传合约对所述中药信息记录和搜索方式进行上传和加密；

筛选模块，用于预设质量阈值，基于所述质量阈值和所述中药信息记录对中药饮片质量进行筛选并标记，获得所述中药饮片质量溯源结果。

7.根据权利要求6所述的基于区块链的中药饮片质量溯源系统，其特征在于，所述数据监管模块包括：

搜索监管单元，用于对所述搜索方式中系统录入、传输及查询的信息进行监管并实时反馈；

记录核对单元，用于对所述中药信息记录中的信息进行记录并核对。

8.一种基于区块链的中药饮片质量溯源方法，其特征在于，包括以下步骤：

基于区块链网络对中药饮片溯源流通订单进行信息获取，获得中药饮片的流通过程记录；

基于溯源信息上传合约将所述中药饮片的流通过程记录进行上传，再基于溯源数据加密合约对所述中药饮片的流通过程记录进行加密，获得加密溯源数据；

构建中药溯源内容访问控制合约，基于所述中药溯源内容访问控制合约判断相应访问控制权限；

用户和监管机构通过所述相应访问控制权限对中药饮片进行质量溯源。