CN118037314A - 一种面向供应链数据可信共享的多链协作溯源系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种面向供应链数据可信共享的多链协作溯源系统及方法，包括溯源链模块、私有链模块、协同链模块、多链数据审查模块和多链数据溯源模块；溯源链模块实现对供应链上所有参与方的产品流转数据的共享、溯源和管控功能；私有链模块实现对供应链上某一参与方内部的产品流转数据的共享、溯源和管控功能；协同链模块实现对供应链上参与方间协同的产品流转数据的共享、溯源和管控功能；多链数据审查模块基于渐进式审查算法对供应链产品流转数据进行审查；多链数据溯源模块通过基于产品溯源ID的跨链映射模型对供应链产品流转数据进行溯源。本发明实现供应链上产品全流程流转信息的记录上链及查询溯源，且溯源效率、数据可信度高。

Description

一种面向供应链数据可信共享的多链协作溯源系统及方法

技术领域

本发明涉及一种面向供应链数据可信共享的多链协作溯源系统及方法，利用区块链的可追溯性和不可篡改性来构建多链协作溯源系统，实现供应链数据的可信共享，属于信息技术领域。

背景技术

近年来，随着数字化时代的到来，企业如何利用信息化技术精准控制产品成本，解决产品流动过程中的质量保障问题，成为提升市场竞争能力的关键。供应链是一个由物流、信息流、资金流共同组成的，并将行业各参与方串联在一起的复杂结构，其数据溯源是指通过跟踪产品在链上流动，追溯其在生产、交易、售后等各环节的质量、安全信息，对于保证产品质量、提高链的透明度和可信度具有重要作用。通过溯源系统，企业可以快速定位和追溯质量问题的源头，采取适当的纠正措施，提高产品质量，更好地应对市场需求和变化。

传统的供应链溯源系统多基于中心化机构设施建立，存在以下缺陷：1)数据不可信：数据的录入和管理主要依赖中心化的系统或数据库，存在数据篡改、错误录入或人为操控的风险，影响供应链数据的准确性和可信度。2)数据难共享：由于信息的孤立性和不透明性，各参与方难以共享和获取准确的溯源数据，限制了整个供应链的透明度和信息流动性。3)数据安全隐私：溯源系统涉及多个参与方的敏感信息，中心化管理方式导致易产生数据泄露、滥用等问题。

区块链作为一种去中心化的分布式账本技术，其所具备的数据不可篡改、可追溯、多方互信特点，为解决传统溯源系统中的诸多问题提供了有效的解决方案，在供应链上的应用具有重要的作用及前景。为此，可以将区块链技术应用于供应链数据的可信共享，通过将产品加工质量信息存储在基于区块链的分布式账本中，并以供应链各参与方为节点共同维护产品加工质量信息的账本。随后，利用智能合约及多方交叉验证机制，实现多方共识及数据的不可篡改、不可伪造和不可抵赖，最终形成具有公信力的防伪溯源机制，确保产品全过程数据可追溯。因此，建设基于区块链的供应链数据溯源系统，是加快产业信息化、智能化发展的有效手段。

然而，当前基于区块链的供应链数据溯源系统面临以下一些问题：1)系统时效行：随着参与节点数量的增加，由于每个节点都需要验证和存储完整的区块链数据，区块链技术在处理大规模数据和高并发事务时面临时效性挑战。2)数据可信性：尽管区块链提供了去中心化的数据存储和验证机制，但企业内部系统中的数据输入仍然可能受到人为错误、虚假信息或恶意攻击的影响。3)敏感数据难共享：部分溯源信息的公开将对企业的隐私安全造成威胁，各参与方拒绝共享相关数据信息，导致难以实现全链条的产品信息溯源。

总之，现有技术无法完全实现对产品从生产、加工、物流交易等全流程流转信息的记录上链及查询溯源，且溯源效率、数据可信度较低。

发明内容

本发明技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种面向供应链数据可信共享的多链协作溯源系统及方法，实现对产品从生产、加工、物流交易等全流程流转信息的记录上链及查询溯源，且溯源效率、数据可信度优于当前供应链溯源系统。

本发明技术解决方案：

第一方面，本发明提供一种面向供应链数据可信共享的多链协作溯源系统，包括：溯源链模块、私有链模块、协同链模块、多链数据审查模块和多链数据溯源模块；

溯源链模块：实现对供应链上所有参与方的产品流转数据的共享功能、溯源功能和管控功能；基于区块链系统实现供应链上所有参与方的产品流转数据的共享，实现共享功能；根据区块链系统中监管机构对应节点溯源请求，调用多链数据溯源模块中溯源链数据溯源服务实现对供应链所有参与方的产品流转数据溯源，实现溯源功能；根据区块链系统中节点的审查请求，调用多链数据审查模块中的溯源链数据审查服务进行审查，实现管控功能；

私有链模块：实现对供应链上某一参与方内部的产品流转数据的共享功能、溯源功能和管控功能；基于区块链系统实现供应链上某一参与方内部的产品流转数据的共享，实现共享功能；根据区块链系统中节点的溯源请求，调用多链数据溯源模块中私有链数据溯源服务实现对供应链某一参与方内部的产品流转数据溯源，实现溯源功能；根据区块链系统中节点的审查请求，调用多链数据审查模块中私有链数据审查服务实现对供应链上某一参与方内部的产品流转数据进行审查，实现管控功能；

协同链模块：实现对供应链上参与方间协同的产品流转数据的共享功能、溯源功能和管控功能；基于区块链系统实现供应链上参与方间协同的产品流转数据的共享，实现共享功能；根据区块链系统中节点的溯源请求，调用多链数据溯源模块中协同链数据溯源服务实现对供应链上参与方间协同的产品流转数据溯源，实现溯源功能；根据区块链系统中节点的审查请求，调用多链数据审查模块中协同链数据审查服务实现对供应链上参与方间协同的产品流转数据进行审查，实现管控功能；

多链数据审查模块：基于一种渐进式审查算法对供应链产品流转数据进行审查，所述基于一种渐进式审查算法包括私有链数据审查服务、协同链数据审查服务、溯源链数据审查服务；根据协同链模块、私有链模块或溯源链模块内区块链系统中节点的审查请求，执行协同链数据审查服务、私有链数据审查服务、溯源链数据审查服务；当出现协同链模块、私有链模块内区块链系统中节点无法达成数据审查共识时，依据协同链数据审查服务、私有链数据审查服务、溯源链数据审查服务的审查顺序执行跨链审查；

多链数据溯源模块：通过一种基于产品溯源ID的跨链映射模型对供应链产品流转数据进行溯源，所述基于产品溯源ID的跨链映射模型包括：溯源链产品ID关联、私有链产品ID关联、协同链产品ID关联、溯源链产品ID与私有链产品ID的跨链关联，以及私有链产品ID与协同链产品ID的跨链关联；所述对供应链产品流转数据的溯源功能包括溯源链数据溯源服务、私有链数据溯源服务、协同链数据溯源服务；根据溯源链模块内，区域链系统中的节点的溯源请求，基于所述的溯源链产品ID关联、私有链产品ID关联、协同链产品ID关联、溯源链产品ID与私有链产品ID的跨链关联，以及私有链产品ID与协同链产品ID的跨链关联，依据溯源链数据溯源服务、私有链数据溯源服务、协同链数据溯源服务的溯源顺序执行跨链溯源。

特别地，所述多链数据审查模块中，一种渐进式审查算法实现如下：

所述区块链系统中节点的审查请求包括请求节点信息、请求方类型和产品流转数据；请求方类型为协同链模块、私有链模块或溯源链模块；

当请求方类型为协同链模块、私有链模块或溯源链模块时，则执行协同链、私有链或溯源链数据审查服务，执行如下：

(1)协同链、私有链或溯源链数据审查服务验证请求节点信息，确认节点操作权限；

(2)若验证失败，向请求节点返回审查不通过信息，审查结束；若验证通过，协同链、私有链或溯源链数据审查服务将产品流转数据广播给协同链模块、私有链模块或溯源链模块中的其他节点，每个节点检查产品流转数据格式及内容；

(3)协同链模块、私有链模块或溯源链模块中所有节点发起投票，表决本次产品流转数据审查是否通过；

(4)若投票为通过的节点超过节点总数的第一阈值(90％)，则本次产品流转数据审查视为通过，投票为通过的节点对该产品流转数据签名背书，向请求节点返回审查通过信息，审查结束；若投票为通过的节点少于节点总数的第二阈值(80％)，则本次产品流转数据审查视为不通过，向请求节点返回审查不通过信息，审查结束；若投票为通过的节点多于节点总数的第二阈值(80％)但少于第一阈值(90％)时，视为协同链、私有链/溯源链节点无法达成审查共识，根据请求方类型，依据协同链数据审查服务、私有链数据审查服务、溯源链数据审查服务的审查顺序执行跨链审查；

(5)跨链审查时，若请求方类型为协同链模块，跨链至请求节点所在的私有链模块，并执行(1)-(4)中私有链数据审查服务；若请求方类型为私有链模块，则跨链至溯源链模块，并执行(1)-(4)中的溯源链数据审查服务；若请求方类型为溯源链模块，向请求节点返回审查不通过信息，审查结束。

特别地，所述多链数据溯源模块中，一种基于产品溯源ID的跨链映射模型中：

溯源链产品ID关联，包括溯源链产品溯源ID与溯源链产品交易ID相关联、溯源链产品交易ID与溯源链产品前置交易ID相关联；其中，溯源链产品溯源ID为区域链系统中的节点的溯源请求时使用，采用哈希编码规则，编码要素包括区块链类型、时间戳、产品ID以及产品交易ID索引号；溯源链产品交易ID、前置交易ID为溯源链记录供应链产品流转数据使用，采用哈希编码规则，编码要素包括区块链类型、时间戳、产品ID、溯源链产品前置交易ID索引号、私有链产品溯源ID索引号；

私有链产品ID关联，包括私有链产品溯源ID与私有链产品交易ID相关联、私有链产品交易ID与私有链产品前置交易ID相关联；其中，私有链产品交易ID为私有链记录供应链参与方内部的产品流转数据使用，采用哈希编码规则，编码要素包括区块链类型、时间戳、产品ID、私有链产品前置交易ID索引号、协同链产品溯源ID索引号；

协同链产品ID关联，包括协同链产品溯源ID与协同链产品交易ID相关联、协同链产品交易ID与协同链产品前置交易ID相关联；其中，协同链产品交易ID为协同链记录供应链参与方间协同的产品流转数据使用，采用哈希编码规则，编码要素包括区块链类型、时间戳、产品ID、协同链产品前置交易ID；

溯源链与私有链产品ID的跨链关联，包括溯源链产品交易ID与私有链产品溯源ID相关联；其中，私有链产品溯源ID为溯源链与私有链进行跨链关联时使用，采用哈希编码规则，编码要素包括区块链类型、时间戳、产品ID、私有链产品交易ID；

私有链与协同链产品ID的跨链关联，包括私有链与协同链产品ID的跨链关联。其中，协同链产品溯源ID为私有链与协同链进行跨链关联时使用，采用哈希编码规则，编码要素包括区块链类型、时间戳、产品ID、协同链产品交易ID；

所述根据溯源链模块内，区域链系统中的节点的溯源请求，基于所述的溯源链产品ID关联、私有链产品ID关联、协同链产品ID关联、溯源链产品ID与私有链产品ID的跨链关联，以及私有链产品ID与协同链产品ID的跨链关联，依据溯源链数据溯源服务、私有链数据溯源服务、协同链数据溯源服务的溯源顺序执行跨链溯源过程为：

(1)区域链系统中的节点的溯源请求包括请求节点信息、溯源链产品溯源ID；

(2)溯源链模块验证节点身份信息，确认节点操作权限；若验证失败，返回溯源失败信息，溯源结束；若验证通过，溯源链模块执行溯源链数据溯源服务；

(3)溯源链数据溯源服务对溯源链产品溯源ID进行哈希解码，得到溯源链产品交易ID索引号；

(4)溯源链数据溯源服务通过溯源链产品交易ID索引号查询溯源链区块，区块数据包括溯源链产品交易ID及对应产品流转数据；溯源链数据溯源服务记录产品流转数据，并对溯源链产品交易ID哈希解码，得到溯源链产品前置交易ID索引号/私有链产品溯源ID索引号，若哈希解码为空，则进入(16)；

(5)针对溯源链产品前置交易ID索引号，溯源链数据溯源服务进入(4)；

(6)针对私有链产品溯源ID索引号，溯源链数据溯源服务通过溯源链-私有链网关跨链至私有链中，并执行私有链数据溯源服务；

(7)私有链数据溯源服务通过私有链产品溯源ID索引号查询私有链区块，区块数据包括私有链产品溯源ID；私有链数据溯源服务对私有链产品溯源ID哈希解码，得到私有链产品交易ID索引号；

(8)私有链数据溯源服务通过私有链产品交易ID索引号查询私有链区块，区块数据包括私有链产品交易ID及相应产品流转数据；

(9)私有链数据溯源服务记录产品流转数据，并对私有链产品交易ID哈希解码，得到私有链产品前置交易ID索引号/协同链产品溯源ID索引号，若哈希解码为空，进入(16)；

(10)针对私有链产品前置交易ID索引号，执行私有链数据溯源服务，进入(8)；

(11)针对协同链产品溯源ID索引号，私有链数据溯源服务通过私有链-协同链网关跨链至协同链内，并执行协同链数据溯源服务；

(12)协同链数据溯源服务通过协同链产品溯源ID索引号查询协同链区块，区块数据包括协同链产品溯源ID；协同链数据溯源服务对协同链产品溯源ID哈希解码，得到协同链产品交易ID索引号；

(13)协同链数据溯源服务通过协同链产品交易ID索引号查询协同链区块，区块数据包括协同链产品交易ID及相应产品流转数据；

(14)协同链数据溯源服务记录产品流转数据，并对协同链产品交易ID哈希解码，得到协同链产品前置交易ID索引号，若哈希解码为空，则进入(16)；

(15)针对协同链产品前置交易ID索引号，执行协同链数据溯源服务，进入(14)；

(16)将协同链产品流转数据、私有链产品流转数据或溯源链产品流转数据返回至请求节点。

第二方面，本发明提供一种面向供应链数据可信共享的多链协作溯源方法，包括：溯源链步骤、私有链步骤、协同链步骤、多链数据审查步骤和多链数据溯源步骤；

溯源链步骤：实现对供应链上所有参与方的产品流转数据的共享功能、溯源功能和管控功能；基于区块链系统实现供应链上所有参与方的产品流转数据的共享，实现共享功能；根据区块链系统中监管机构对应节点溯源请求，调用多链数据溯源步骤中溯源链数据溯源服务实现对供应链所有参与方的产品流转数据溯源，实现溯源功能；根据区块链系统中节点的审查请求，调用多链数据审查步骤中的溯源链数据审查服务进行审查，实现管控功能；

私有链步骤：实现对供应链上某一参与方内部的产品流转数据的共享功能、溯源功能和管控功能；基于区块链系统实现供应链上某一参与方内部的产品流转数据的共享，实现共享功能；根据区块链系统中节点的溯源请求，调用多链数据溯源步骤中私有链数据溯源服务实现对供应链某一参与方内部的产品流转数据溯源，实现溯源功能；根据区块链系统中节点的审查请求，调用多链数据审查步骤中私有链数据审查服务实现对供应链上某一参与方内部的产品流转数据进行审查，实现管控功能；

协同链步骤：实现对供应链上参与方间协同的产品流转数据的共享功能、溯源功能和管控功能；基于区块链系统实现供应链上参与方间协同的产品流转数据的共享，实现共享功能；根据区块链系统中节点的溯源请求，调用多链数据溯源步骤中协同链数据溯源服务实现对供应链上参与方间协同的产品流转数据溯源，实现溯源功能；根据区块链系统中节点的审查请求，调用多链数据审查步骤中协同链数据审查服务实现对供应链上参与方间协同的产品流转数据进行审查，实现管控功能；

多链数据审查步骤：基于一种渐进式审查算法对供应链产品流转数据进行审查，所述基于一种渐进式审查算法包括私有链数据审查服务、协同链数据审查服务、溯源链数据审查服务；根据协同链步骤、私有链步骤或溯源链步骤内区块链系统中节点的审查请求，执行协同链数据审查服务、私有链数据审查服务、溯源链数据审查服务；当出现协同链步骤、私有链步骤内区块链系统中节点无法达成数据审查共识时，依据协同链数据审查服务、私有链数据审查服务、溯源链数据审查服务的审查顺序执行跨链审查；

多链数据溯源步骤：通过一种基于产品溯源ID的跨链映射模型对供应链产品流转数据进行溯源，所述基于产品溯源ID的跨链映射模型包括：溯源链产品ID关联、私有链产品ID关联、协同链产品ID关联、溯源链产品ID与私有链产品ID的跨链关联，以及私有链产品ID与协同链产品ID的跨链关联；所述对供应链产品流转数据的溯源功能包括溯源链数据溯源服务、私有链数据溯源服务、协同链数据溯源服务；根据溯源链步骤内，区域链系统中的节点的溯源请求，基于所述的溯源链产品ID关联、私有链产品ID关联、协同链产品ID关联、溯源链产品ID与私有链产品ID的跨链关联，以及私有链产品ID与协同链产品ID的跨链关联，依据溯源链数据溯源服务、私有链数据溯源服务、协同链数据溯源服务的溯源顺序执行跨链溯源。

特别地，所述多链数据审查步骤中，一种渐进式审查算法实现如下：

所述区块链系统中节点的审查请求包括请求节点信息、请求方类型和产品流转数据；请求方类型为协同链步骤、私有链步骤或溯源链步骤；

当请求方类型为协同链步骤、私有链步骤或溯源链步骤时，则执行协同链、私有链或溯源链数据审查服务，执行如下：

(1)协同链、私有链或溯源链数据审查服务验证请求节点信息，确认节点操作权限；

(2)若验证失败，向请求节点返回审查不通过信息，审查结束；若验证通过，协同链、私有链或溯源链数据审查服务将产品流转数据广播给协同链步骤、私有链步骤或溯源链步骤中的其他节点，每个节点检查产品流转数据格式及内容；

(3)协同链步骤、私有链步骤或溯源链步骤中所有节点发起投票，表决本次产品流转数据审查是否通过；

(4)若投票为通过的节点超过节点总数的第一阈值(此值本发明实施例中设定为90％左右)，则本次产品流转数据审查视为通过，投票为通过的节点对该产品流转数据签名背书，向请求节点返回审查通过信息，审查结束；若投票为通过的节点少于节点总数的第二阈值(此值本发明实施例中设定的80％左右)，则本次产品流转数据审查视为不通过，向请求节点返回审查不通过信息，审查结束；若投票为通过的节点多于节点总数的第二阈值(80％左右)但少于第一阈值(90％左右)时，视为协同链、私有链/溯源链节点无法达成审查共识，根据请求方类型，依据协同链数据审查服务、私有链数据审查服务、溯源链数据审查服务的审查顺序执行跨链审查；

(5)跨链审查时，若请求方类型为协同链步骤，跨链至请求节点所在的私有链步骤，并执行(1)-(4)中私有链数据审查服务；若请求方类型为私有链步骤，则跨链至溯源链步骤，并执行(1)-(4)中的溯源链数据审查服务；若请求方类型为溯源链步骤，向请求节点返回审查不通过信息，审查结束。

特别地，所述多链数据溯源步骤中，一种基于产品溯源ID的跨链映射模型中：

溯源链产品ID关联，包括溯源链产品溯源ID与溯源链产品交易ID相关联、溯源链产品交易ID与溯源链产品前置交易ID相关联；其中，溯源链产品溯源ID为区域链系统中的节点的溯源请求时使用，采用哈希编码规则，编码要素包括区块链类型、时间戳、产品ID以及产品交易ID索引号；溯源链产品交易ID、前置交易ID为溯源链记录供应链产品流转数据使用，采用哈希编码规则，编码要素包括区块链类型、时间戳、产品ID、溯源链产品前置交易ID索引号、私有链产品溯源ID索引号；

私有链产品ID关联，包括私有链产品溯源ID与私有链产品交易ID相关联、私有链产品交易ID与私有链产品前置交易ID相关联；其中，私有链产品交易ID为私有链记录供应链参与方内部的产品流转数据使用，采用哈希编码规则，编码要素包括区块链类型、时间戳、产品ID、私有链产品前置交易ID索引号、协同链产品溯源ID索引号；

协同链产品ID关联，包括协同链产品溯源ID与协同链产品交易ID相关联、协同链产品交易ID与协同链产品前置交易ID相关联；其中，协同链产品交易ID为协同链记录供应链参与方间协同的产品流转数据使用，采用哈希编码规则，编码要素包括区块链类型、时间戳、产品ID、协同链产品前置交易ID；

溯源链与私有链产品ID的跨链关联，包括溯源链产品交易ID与私有链产品溯源ID相关联；其中，私有链产品溯源ID为溯源链与私有链进行跨链关联时使用，采用哈希编码规则，编码要素包括区块链类型、时间戳、产品ID、私有链产品交易ID；

私有链与协同链产品ID的跨链关联，包括私有链与协同链产品ID的跨链关联。其中，协同链产品溯源ID为私有链与协同链进行跨链关联时使用，采用哈希编码规则，编码要素包括区块链类型、时间戳、产品ID、协同链产品交易ID；

所述根据溯源链步骤内，区域链系统中的节点的溯源请求，基于所述的溯源链产品ID关联、私有链产品ID关联、协同链产品ID关联、溯源链产品ID与私有链产品ID的跨链关联，以及私有链产品ID与协同链产品ID的跨链关联，依据溯源链数据溯源服务、私有链数据溯源服务、协同链数据溯源服务的溯源顺序执行跨链溯源过程为：

(1)区域链系统中的节点的溯源请求包括请求节点信息、溯源链产品溯源ID；

(2)溯源链步骤验证节点身份信息，确认节点操作权限；若验证失败，返回溯源失败信息，溯源结束；若验证通过，溯源链步骤执行溯源链数据溯源服务；

(3)溯源链数据溯源服务对溯源链产品溯源ID进行哈希解码，得到溯源链产品交易ID索引号；

(4)溯源链数据溯源服务通过溯源链产品交易ID索引号查询溯源链区块，区块数据包括溯源链产品交易ID及对应产品流转数据；溯源链数据溯源服务记录产品流转数据，并对溯源链产品交易ID哈希解码，得到溯源链产品前置交易ID索引号/私有链产品溯源ID索引号，若哈希解码为空，则进入(16)；

(5)针对溯源链产品前置交易ID索引号，溯源链数据溯源服务进入(4)；

(6)针对私有链产品溯源ID索引号，溯源链数据溯源服务通过溯源链-私有链网关跨链至私有链中，并执行私有链数据溯源服务；

(7)私有链数据溯源服务通过私有链产品溯源ID索引号查询私有链区块，区块数据包括私有链产品溯源ID；私有链数据溯源服务对私有链产品溯源ID哈希解码，得到私有链产品交易ID索引号；

(8)私有链数据溯源服务通过私有链产品交易ID索引号查询私有链区块，区块数据包括私有链产品交易ID及相应产品流转数据；

(9)私有链数据溯源服务记录产品流转数据，并对私有链产品交易ID哈希解码，得到私有链产品前置交易ID索引号/协同链产品溯源ID索引号，若哈希解码为空，进入(16)；

(10)针对私有链产品前置交易ID索引号，执行私有链数据溯源服务，进入(8)；

(11)针对协同链产品溯源ID索引号，私有链数据溯源服务通过私有链-协同链网关跨链至协同链内，并执行协同链数据溯源服务；

(12)协同链数据溯源服务通过协同链产品溯源ID索引号查询协同链区块，区块数据包括协同链产品溯源ID；协同链数据溯源服务对协同链产品溯源ID哈希解码，得到协同链产品交易ID索引号；

(13)协同链数据溯源服务通过协同链产品交易ID索引号查询协同链区块，区块数据包括协同链产品交易ID及相应产品流转数据；

(14)协同链数据溯源服务记录产品流转数据，并对协同链产品交易ID哈希解码，得到协同链产品前置交易ID索引号，若哈希解码为空，则进入(16)；

(15)针对协同链产品前置交易ID索引号，执行协同链数据溯源服务，进入(14)；

(16)将协同链产品流转数据、私有链产品流转数据或溯源链产品流转数据返回至请求节点。

第三方面，本发明提供一种电子设备，包括控制器、运算器和存储器以及可在处理器上运行的计算机程序，其中；

存储器，用于存放计算机程序；

控制器、运算器，用于执行存储器上所存放的计算机程序，执行时实现前述的系统，或前述的方法。

第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现前述的系统，或前述的方法。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)基于现有区块链系统，本发明设计了“协同链+私有链+溯源链”的三链协作架构，该架构不仅能够对参与方内部的数据进行隐私防护，同时也保证了参与方间交易数据的安全性。同时在该基础上，设计了一种渐进式审查算法，以保证供应链产品数据的可信上链。同时针对产品信息精准溯源需求，还设计了一种基于产品溯源ID的跨链映射模型，通过将产品溯源ID与链上产品交易ID进行关联，串连产品在供应链上的全流程流转信息，通过上述几个特征的相互配合实现了对产品从生产、加工、物流交易等全流程流转信息的记录上链及查询溯源，且溯源效率、数据可信度优于当前供应链溯源系统。

(2)本发明提出的一种渐进式审查算法，与现有技术相比，结合了各链独立审查的高效性与多链协同审查的可信性，在保证系统效率的前提下，实现对供应链产品流转数据的可信上链，并通过各链节点的签名背书，保障了链上数据的可信度及可追溯性。

(3)本发明提出的基于产品溯源ID的跨链映射模型，与现有技术相比，使得各链对自身数据所有权的同时也能实现全链条的产品流转信息溯源。各链分布式查询的方式保证了系统溯源效率，且该跨链映射模型适用于当前多数存在跨链数据关联需求的区块链多链系统，具有普遍适用性。

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为本发明实施例提供的一种面向供应链数据可信共享的多链协作溯源系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种渐进式审查算法流程图；

图3为本发明实施例提供的一种基于产品溯源ID的跨链映射模型；

图4为本发明实施例提供的一种面向供应链数据可信共享的多链协作溯源系统具体实施图；

图5为本发明实施例提供的一种面向供应链数据可信共享的多链协作溯源系统性能测试图；

图6为本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为了清楚地说明本发明的设计思想，下面结合实施例对本发明进行详细说明。

如图1所示，本发明实施例提供的一种面向供应链数据可信共享的多链协作溯源系统，包括：溯源链模块、私有链模块、协同链模块、多链数据审查模块和多链数据溯源模块。

如图4所示，为便于准确描述本发明实施例提供的系统，部署模拟环境进行说明。模拟环境以食品供应链数据的可信共享为目标，食品供应链参与方包括农场、配送中心A、加工厂、配送中心B、销售商及监管机构，产品流转数据为食品在生产、物流、加工、销售等交易过程中产生的数据，包括温度、湿度、价格、数量等数据，其中农场、配送中心A、加工厂、配送中心B、销售商分别为食品生产数据、物流数据、加工数据、物流数据、销售数据的拥有者，各参与方使用溯源链模块、私有链模块、协同链模块对供应链上食品流转数据进行共享，使用多链数据审查模块对验证食品流转数据；监管机构在溯源链模块发起溯源请求，使用多链数据溯源模块完成食品供应链上产品流转数据的溯源。

1、溯源链模块

溯源链模块：实现对食品供应链上所有参与方的产品流转数据的共享功能、溯源功能和管控功能，其中食品供应链参与方为农场、配送中心A、加工厂、配送中心B、销售商及监管机构，存在产品交易关系的参与方为(农场、配送中心A、加工厂、配送中心B、销售商)，监管机构进行产品溯源；基于区块链系统实现供应链上所有参与方的产品流转数据的共享，实现共享功能。其中，区块链系统采用Fabric联盟链实现，Fabric联盟链中的每个节点对应供应链上的各个参与方，各参与方通过所在节点调用Fabric联盟链提供的PutState接口函数，将节点拥有的产品流转数据以区块形式存储至链上，实现食品供应链上所有参与方的产品流转数据链上共享；根据联盟链系统中监管机构对应节点的溯源请求，调用多链数据溯源模块中溯源链数据溯源服务实现对供应链所有参与方的产品流转数据溯源，实现溯源功能。其中溯源请求包括请求节点信息、溯源链产品溯源ID，溯源信息为溯源ID对应产品在食品供应链上所有参与方的产品流转数据；根据Fabric联盟链系统中节点的审查请求，调用多链数据审查模块中的溯源链数据审查服务进行审查，实现管控功能，其中请求节点为任一食品供应链参与方对应节点，包括农场、配送中心A、加工厂、配送中心B、销售商及监管机构，审查请求包括请求节点信息、产品流转数据，审查结果为通过或不通过，食品供应链上的产品流转数据需在审查通过后方能将其写入至溯源链上。

2、私有链模块

私有链模块：实现对食品供应链上某一参与方内部的产品流转数据的共享功能、溯源功能和管控功能，其中某一参与方为(农场、配送中心A、加工厂、配送中心B、销售商)中的任一个；基于区块链系统实现供应链上某一参与方内部的产品流转数据的共享，实现共享功能。其中，区块链系统采用以太坊私有链实现，以太坊私有链中的每个节点对应供应链某一参与方内部的各个产品处理部门，依据具体处理业务定制，各产品处理部门通过所在节点调用以太坊Web3.js库提供的sendTransaction接口，将该部门拥有的产品流转数据以区块形式存储至链上，实现某一参与方内部的产品流转数据链上共享；根据以太坊私有链系统中节点的溯源请求，调用多链数据溯源模块中私有链数据溯源服务实现对供应链某一参与方内部的产品流转数据溯源，实现溯源功能，其中溯源请求包括请求节点信息、私有链产品溯源ID，溯源信息为溯源ID对应产品在供应链上某一参与方内部的产品流转数据；根据以太坊私有链系统中节点的审查请求，调用多链数据审查步骤中私有链数据审查服务实现对供应链上某一参与方内部的产品流转数据进行审查，实现管控功能，其中请求节点为食品供应链上某一参与方内部的各个产品处理部门，审查请求包括请求节点信息、产品流转数据，审查结果为通过或不通过，参与方内部的产品流转数据需在审查通过后方能将其写入至私有链上。

3、协同链模块

协同链模块：实现对供应链上参与方间协同的产品流转数据的共享功能、溯源功能和管控功能，其中供应链上参与方间为存在产品协同交易关系的(农场-配送中心A、配送中心A-加工厂、加工厂-配送中心B、配送中心B-销售商)中的任一个；基于区块链系统实现供应链上参与方间协同的产品流转数据的共享，实现共享功能。其中，区块链系统采用Fabric联盟链实现，Fabric联盟链中的每个节点对应供应链上参与方间的各个参与方，参与方通过所在节点调用Fabric联盟链提供的PutState接口函数，将拥有的协同产品流转数据以区块形式存储至链上，实现食品供应链上参与方间协同的产品流转数据链上共享；根据Fabric联盟链系统中节点的溯源请求，调用多链数据溯源模块中协同链数据溯源服务实现对供应链上参与方间协同的产品流转数据溯源，实现溯源功能，其中溯源请求包括请求节点信息、协同链产品溯源ID，溯源信息为溯源ID对应产品在供应链上某一参与方内部的产品流转数据；根据Fabric联盟链系统中节点的审查请求，调用多链数据审查模块中协同链数据审查服务实现对供应链上参与方间协同的产品流转数据进行审查，实现管控功能，其中请求节点为食品供应链上参与方间的某一参与方，审查请求包括请求节点信息、产品流转数据，审查结果为通过或不通过，参与方间协同的产品流转数据需在审查通过后方能将其写入至协同链上。

4、多链数据审查模块

多链数据审查模块：基于一种渐进式审查算法对供应链产品流转数据进行审查。

如图2所示，本发明实施例中基于一种渐进式审查算法包括私有链数据审查服务、协同链数据审查服务、溯源链数据审查服务，其中私有链数据审查服务、协同链数据审查服务、溯源链数据审查服务基于区块链系统的智能合约实现，根据区块链类型的不同采用Solidity语言编写私有链数据审查服务智能合约，采用Go语言编写协同链数据审查服务和溯源链数据审查服务智能合约；根据协同链模块、私有链模块或溯源链模块内区块链系统中节点的审查请求，执行协同链数据审查服务、私有链数据审查服务、溯源链数据审查服务，其中区块链系统包括Fabric联盟链系统和以太坊私有链系统，审查请求包括请求节点信息、请求方类型和产品流转数据，请求节点信息为节点证书，请求方类型包括协同链模块、私有链模块、溯源链模块；

当出现协同链模块、私有链模块内区块链系统中节点无法达成数据审查共识时，依据协同链数据审查服务、私有链数据审查服务、溯源链数据审查服务的审查顺序执行跨链审查，其中溯源链数据审查服务与私有链数据审查服务的跨链通信、私有链数据审查服务与协同链数据审查服务的跨链通信基于以太坊私有链节点HTTP-RPC接口、Fabric联盟链节点gRPC接口实现。

本发明实施例中的一种渐进式审查算法具体实施步骤为：

所述区块链系统中节点的审查请求包括请求节点信息、请求方类型和产品流转数据；请求方类型为协同链模块、私有链模块或溯源链模块；

当请求方类型为协同链模块、私有链模块或溯源链模块时，则执行协同链数据审查服务、私有链数据审查服务或溯源链数据审查服务，其中：

溯源链数据审查服务执行为：

(1)溯源链数据审查服务验证请求节点信息，确认节点操作权限，确保仅溯源链模块节点可进行数据审查；

(2)若验证失败，向请求节点返回审查不通过信息，审查结束；若验证通过，溯源链数据审查服务将产品流转数据广播给溯源链模块中的其他节点，每个节点检查产品流转数据格式及内容，其中数据格式遵循JSON格式，数据内容应包括但不限于区块头、交易信息、公钥与哈希值；

(3)溯源链模块中所有节点发起投票，表决本次产品流转数据审查是否通过；

(4)若投票为通过的节点超过节点总数的第一阈值90％，则本次产品流转数据审查视为通过，投票为通过的节点对该产品流转数据签名背书，向请求节点返回审查通过信息，审查结束；若投票为通过的节点少于节点总数的第二阈值80％，则本次产品流转数据审查视为不通过，向请求节点返回审查不通过信息，审查结束；若投票为通过的节点多于节点总数的第二阈值80％但少于第一阈值90％时，视为溯源链节点无法达成审查共识，执行跨链审查，跨链审查请求方类型为溯源链模块。

私有链数据审查服务执行为：

(1)私有链数据审查服务验证请求节点信息，确认节点操作权限，确保仅参与方对应的私有链模块节点可进行数据审查；

(2)若验证失败，向请求节点返回审查不通过信息，审查结束；若验证通过，私有链数据审查服务将产品流转数据广播给私有链模块中的其他节点，每个节点检查产品流转数据格式及内容，其中数据格式遵循JSON格式，数据内容应包括但不限于区块头、交易信息、公钥与哈希值；

(3)私有链模块中所有节点发起投票，表决本次产品流转数据审查是否通过；

(4)若投票为通过的节点超过节点总数的第一阈值90％，则本次产品流转数据审查视为通过，投票为通过的节点对该产品流转数据签名背书，向请求节点返回审查通过信息，审查结束；若投票为通过的节点少于节点总数的第二阈值80％，则本次产品流转数据审查视为不通过，向请求节点返回审查不通过信息，审查结束；若投票为通过的节点多于节点总数的第二阈值80％但少于第一阈值90％时，视为私有链节点无法达成审查共识，执行跨链审查，跨链审查请求方类型为私有链模块；

协同链数据审查服务执行为：

(1)协同链数据审查服务验证请求节点信息，确认节点操作权限，确保仅所在协同链模块的节点可进行数据审查；

(2)若验证失败，向请求节点返回审查不通过信息，审查结束；若验证通过，协同链数据审查服务将产品流转数据广播给私有链模块中的其他节点，每个节点检查产品流转数据格式及内容，其中数据格式遵循JSON格式，数据内容应包括但不限于区块头、交易信息、公钥与哈希值；

(3)协同链模块中所有节点发起投票，表决本次产品流转数据审查是否通过；

(4)若投票为通过的节点超过节点总数的第一阈值90％，则本次产品流转数据审查视为通过，投票为通过的节点对该产品流转数据签名背书，向请求节点返回审查通过信息，审查结束；若投票为通过的节点少于节点总数的第二阈值80％，则本次产品流转数据审查视为不通过，向请求节点返回审查不通过信息，审查结束；若投票为通过的节点多于节点总数的第二阈值80％但少于第一阈值90％时，视为协同链节点无法达成审查共识，执行跨链审查，跨链审查请求方类型为协同链模块；

跨链审查服务为：

(1)若请求方类型为溯源链模块，向请求节点返回审查不通过信息，审查结束；

(2)若请求方类型为私有链模块，私有链模块请求节点通过以太坊私有链节点HTTP-RPC接口、Fabric联盟链节点gRPC接口与溯源链模块节点通信，以溯源链模块节点身份请求调用溯源链数据审查服务(1)-(4)步骤，并依据溯源链数据审查服务的审查结果向请求节点返回具体审查信息(通过或不通过)，其中私有链模块请求节点与溯源链模块请求节点属于同一参与方。

(3)若请求方类型为协同链模块，协同链模块请求节点通过以太坊私有链节点HTTP-RPC接口、Fabric联盟链节点gRPC接口与私有链模块节点通信，以私有链模块节点身份请求调用私有链数据审查服务(1)-(4)步骤，并依据私有链数据审查服务的审查结果向请求节点返回具体审查信息(通过或不通过)，其中协同链模块请求节点与私有链模块请求节点属于同一参与方。

5、多链数据溯源模块实现

多链数据溯源模块：通过一种基于产品溯源ID的跨链映射模型对供应链产品流转数据进行溯源。

如图3所示，所述基于产品溯源ID的跨链映射模型包括：溯源链产品ID关联、私有链产品ID关联、协同链产品ID关联、溯源链产品ID与私有链产品ID的跨链关联，以及私有链产品ID与协同链产品ID的跨链关联。

所述对供应链产品流转数据的溯源功能包括溯源链数据溯源服务、私有链数据溯源服务、协同链数据溯源服务，其中协同链数据溯源服务、私有链数据溯源服务、协同链数据溯源服务基于区块链系统的智能合约实现，根据区块链类型的不同采用Solidity语言编写私有链数据溯源服务智能合约，采用Go语言编写协同链数据溯源服务和溯源链数据溯源服务智能合约；根据溯源链模块内，区域链系统中的节点的溯源请求，基于所述的溯源链产品ID关联、私有链产品ID关联、协同链产品ID关联、溯源链产品ID与私有链产品ID的跨链关联，以及私有链产品ID与协同链产品ID的跨链关联，依据溯源链数据溯源服务、私有链数据溯源服务、协同链数据溯源服务的溯源顺序执行跨链溯源，其中区块链系统为Fabric联盟链系统，溯源请求节点为食品供应链参与方中监管机构对应节点，溯源请求包括请求节点信息、溯源链产品溯源ID，跨链溯源时基于以太坊私有链节点HTTP-RPC接口、Fabric联盟链节点gRPC接口实现溯源链数据溯源服务与私有链数据溯源服务、私有链数据溯源服务与协同链数据溯源服务的跨链通信。

基于该模拟环境，本发明实施例中的一种基于产品溯源ID的跨链映射模型具体实施为：

溯源链产品ID关联，包括溯源链产品溯源ID与溯源链产品交易ID相关联、溯源链产品交易ID与溯源链产品前置交易ID相关联；其中，溯源链产品溯源ID为区域链系统中的节点的溯源请求时使用，采用哈希编码规则，编码要素包括区块链类型、时间戳、产品ID以及产品交易ID索引号；溯源链产品交易ID、前置交易ID为溯源链记录供应链产品流转数据使用，采用哈希编码规则，编码要素包括区块链类型、时间戳、产品ID、溯源链产品前置交易ID索引号、私有链产品溯源ID索引号；

私有链产品ID关联，包括私有链产品溯源ID与私有链产品交易ID相关联、私有链产品交易ID与私有链产品前置交易ID相关联；其中，私有链产品交易ID为私有链记录供应链参与方内部的产品流转数据使用，采用哈希编码规则，编码要素包括区块链类型、时间戳、产品ID、私有链产品前置交易ID索引号、协同链产品溯源ID索引号；

协同链产品ID关联，包括协同链产品溯源ID与协同链产品交易ID相关联、协同链产品交易ID与协同链产品前置交易ID相关联；其中，协同链产品交易ID为协同链记录供应链参与方间协同的产品流转数据使用，采用哈希编码规则，编码要素包括区块链类型、时间戳、产品ID、协同链产品前置交易ID；

溯源链与私有链产品ID的跨链关联，包括溯源链产品交易ID与私有链产品溯源ID相关联；其中，私有链产品溯源ID为溯源链与私有链进行跨链关联时使用(，采用哈希编码规则，编码要素包括区块链类型、时间戳、产品ID、私有链产品交易ID；

私有链与协同链产品ID的跨链关联，包括私有链产品交易ID与协同链产品溯源ID相关联。其中，协同链产品溯源ID为私有链与协同链进行跨链关联时使用，采用哈希编码规则，编码要素包括区块链类型、时间戳、产品ID、协同链产品交易ID；

如图3所示，在模拟环境下，区域链系统包括Fabric联盟链系统与以太坊私有链系统，区块链类型包括溯源链模块、协同链模块及私有链模块，采用数字0、1、2标识，ID索引号为产品ID在区块链上存储区块的哈希值，所有产品ID编码长度为64；

其中，为实现溯源链产品ID关联(即溯源链产品溯源ID与溯源链产品交易ID关联、溯源链产品交易ID与溯源链产品前置交易ID相关联)，设置溯源链产品溯源ID第61-64位存储溯源链产品交易ID索引号、溯源链产品交易ID第57-60位存储溯源链产品前置交易ID索引号；

为实现私有链产品ID关联(即私有链产品溯源ID与私有链产品交易ID相关联、私有链产品交易ID与私有链产品前置交易ID相关联)，设置私有链产品溯源ID第61-64位存储私有链产品交易ID索引号、私有链产品交易ID第57-60位存储私有链产品前置交易ID索引号；

为实现协同链产品ID关联(即协同链产品溯源ID与协同链产品交易ID相关联、协同链产品交易ID与协同链产品前置交易ID相关联)，设置协同链产品溯源ID第61-64位存储协同链产品交易ID索引号、协同链产品交易ID第61-64位存储协同链产品前置交易ID索引号；

为实现溯源链与私有链产品ID的跨链关联(即溯源链产品交易ID与私有链产品溯源ID相关联)，设置溯源链产品交易ID第61-64位存储私有链产品溯源ID索引号；

为实现私有链与协同链产品ID的跨链关联(即私有链产品交易ID与协同链产品溯源ID的跨链关联)，设置私有链产品交易ID第61-64位存储协同链产品溯源ID索引号。

基于模拟环境，所述根据溯源链模块内联盟链系统中监管机构对应节点的溯源请求，基于所述的溯源链产品ID关联、私有链产品ID关联、协同链产品ID关联、溯源链产品ID与私有链产品ID的跨链关联，以及私有链产品ID与协同链产品ID的跨链关联，依据溯源链数据溯源服务、私有链数据溯源服务、协同链数据溯源服务的溯源顺序执行跨链溯源为：

(1)溯源链模块内联盟链系统的监管机构对应节点的溯源请求包括请求节点信息、溯源链产品溯源ID；

(2)溯源链模块验证节点身份信息，确认节点操作权限；若验证失败，返回溯源失败信息，溯源结束；若验证通过，溯源链模块执行溯源链数据溯源服务；

(3)溯源链数据溯源服务对溯源链产品溯源ID进行哈希解码，基于溯源链产品溯源ID与溯源链产品交易ID的关联，提取溯源链产品溯源ID第61-64位解码信息，得到溯源链产品交易ID索引号；

(4)溯源链数据溯源服务通过溯源链产品交易ID索引号查询溯源链区块，区块数据包括溯源链产品交易ID及对应产品流转数据；溯源链数据溯源服务记录产品流转数据，并对溯源链产品交易ID哈希解码，基于溯源链产品交易ID与溯源链产品前置交易ID的关联、溯源链与私有链产品ID的跨链关联，分别提取溯源链产品交易ID第57-60位、第61-64位解码信息，得到溯源链产品前置交易ID索引号和私有链产品溯源ID索引号，若解码信息为空，则进入(16)；

(5)针对溯源链产品前置交易ID索引号，继续执行溯源链数据溯源服务，进入(4)；

(6)针对私有链产品溯源ID索引号，溯源链数据溯源服务通过溯源链-私有链网关跨链至私有链中，并执行私有链数据溯源服务，其中溯源链-私有链网关由以太坊私有链节点及Fabric联盟链节点组成，并基于以太坊私有链节点HTTP-RPC接口、Fabric联盟链节点gRPC接口进行通信；

(7)私有链数据溯源服务通过私有链产品溯源ID索引号查询私有链区块，区块数据包括私有链产品溯源ID；私有链数据溯源服务对私有链产品溯源ID哈希解码，基于私有链产品溯源ID与私有链产品交易ID的关联，提取私有链产品溯源ID第61-64位解码信息，得到私有链产品交易ID索引号；

(8)私有链数据溯源服务通过私有链产品交易ID索引号查询私有链区块，区块数据包括私有链产品交易ID及相应产品流转数据；

(9)私有链数据溯源服务记录产品流转数据，并对私有链产品交易ID哈希解码，基于私有链产品交易ID与私有链产品前置交易ID的关联、私有链产品交易ID与协同链产品溯源ID的关联，分别提取私有链产品交易ID第57-60、第61-64位解码信息，得到私有链产品前置交易ID索引号、协同链产品溯源ID索引号，若哈希解码为空，进入(16)；

(10)针对私有链产品前置交易ID索引号，继续执行私有链数据溯源服务，进入(8)；

(11)针对协同链产品溯源ID索引号，私有链数据溯源服务通过私有链-协同链网关跨链至协同链内，并执行协同链数据溯源服务，其中私有链-协同链网关由以太坊私有链节点及Fabric联盟链节点组成，并基于以太坊私有链节点HTTP-RPC接口、Fabric联盟链节点gRPC接口进行通信；

(12)协同链数据溯源服务通过协同链产品溯源ID索引号查询协同链区块，区块数据包括协同链产品溯源ID；协同链数据溯源服务对协同链产品溯源ID哈希解码，基于协同链产品溯源ID与协同链产品交易ID的关联，提取协同链产品溯源ID第61-64位解码信息，得到协同链产品交易ID索引号；

(13)协同链数据溯源服务通过协同链产品交易ID索引号查询协同链区块，区块数据包括协同链产品交易ID及相应产品流转数据；

(14)协同链数据溯源服务记录产品流转数据，并对协同链产品交易ID哈希解码，基于协同链产品交易ID与协同链产品前置交易ID的关联，提取协同链产品交易ID第61-64位解码信息，得到协同链产品前置交易ID索引号，若哈希解码为空，则进入(16)；

(15)针对协同链产品前置交易ID索引号，继续执行协同链数据溯源服务，进入(14)；

(16)将协同链产品流转数据、私有链产品流转数据或溯源链产品流转数据返回至请求节点。

6.电子设备

如图6所示，本发明实施例还提供一种电子设备，该电子设备由控制器、运算器、通信接口、存储器及总线组成，其中，总线实现控制器、运算器、通信接口、存储器四者的数据通信，存储器存储本发明实施例提供的计算机程序，控制器调用存储器中的程序指令，与运算器协同执行所述面向供应链可信共享的多链协作溯源系统各项功能：

溯源链模块中监管机构对应节点调用多链数据溯源模块，依次查询溯源链、私有链、协同链获取产品ID对应的供应链上所有流转数据，进行溯源；

协同链模块、私有链模块或溯源链模块中供应链参与方节点调用多链数据审查模块，对拥有的产品流转数据进行数据审查；

协同链模块、私有链模块或溯源链模块中供应链参与方节点基于区块链系统写入功能，将拥有的产品流转数据写入至区块链上，进行数据共享；

本发明实施例还公开一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行所述面向供应链可信共享的多链协作溯源系统各项功能，包括：

溯源链模块中监管机构对应节点调用多链数据溯源模块，依次查询溯源链、私有链、协同链获取产品ID对应的供应链上所有流转数据，进行溯源；

协同链模块、私有链模块或溯源链模块中供应链参与方节点调用多链数据审查模块，对拥有的产品流转数据进行数据审查；

协同链模块、私有链模块或溯源链模块中供应链参与方节点基于Fabric联盟链、以太坊私有链系统，将拥有的产品流转数据写入至区块链上，进行数据共享；

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时可执行所述面向供应链可信共享的多链协作溯源系统各项功能，包括：

溯源链模块中监管机构对应节点调用多链数据溯源模块，依次查询溯源链、私有链、协同链获取产品ID对应的供应链上所有流转数据，进行溯源；

协同链模块、私有链模块或溯源链模块中供应链参与方节点调用多链数据审查模块，对拥有的产品流转数据进行数据审查；

协同链模块、私有链模块或溯源链模块中供应链参与方节点基于Fabric联盟链、以太坊私有链系统，将拥有的产品流转数据写入至区块链上，进行数据共享。

7、为验证本发明实施例提供的面向供应链数据可信共享的多链协作溯源系统的可用性及可靠性。使用hyperledger caliper工具分别模拟高并发查询、交易批量连续上链业务环境，并采用平均交易时延、吞吐量对系统的查询、写入性能进行评估。

其中，高并发查询是指系统在同一时间段内处理大量并发查询请求的能力。并发查询是指多个用户或多个请求同时向系统发起查询操作。高并发查询意味着系统需要能够有效地处理大量的查询请求，并在短时间内返回结果，而不会因为请求过多而导致系统性能下降或崩溃。因此，在本发明提供的系统中，模拟高并发查询业务环境为：溯源链模块监管机构对应节点同一时刻发起多个溯源请求，共进行50轮测试，每轮次请求数分别为1、2、4、8、16、32，每轮持续时间为300秒，用于测试系统查询性能。

交易批量连续上链是指系统具备将大量数据连续不断地批量上链的能力。在区块链系统中，上链是指将数据记录写入区块链网络中，使其成为不可篡改和可追溯的公开记录。交易批量连续上链意味着系统能够高效地处理大量数据，并将这些数据按照一定的规则和频率进行批量上链，对于实时更新和记录数据的应用场景很重要。因此，在本发明提供的系统中，模拟交易批量连续上链业务环境为：系统溯源链模块、私有链模块、协同链模块内多个节点同一时刻发起多个数据上链请求，共进行50轮测试，每轮持续时间为300秒，每轮次请求节点个数分别为1、2、4、8、16、32，用于测试系统写入性能。

其中，平均交易时延是指系统在处理一笔交易所需要的平均时间，越低表示系统性能越好，其计算指标为：

其中，m为总交易数量，分别为第i个交易的发起时间和确认时间。

吞吐量是指系统在单位时间内能够处理的交易数量，越高表示系统性能越好，其计算指标为：

其中，n为吞吐量，T为平均交易时延。N越高、T越低，系统性能越好，反之亦然。

如图5所示，左图为系统查询性能测试结果，横坐标为系统吞吐量，纵坐标为同一时刻的并发数。可以看出，当并发查询请求数量增多时，即从1-32增多的过程中，本发明提出的面向供应链数据可信共享的多链协作溯源系统仍能保持稳定的查询效率，不会因需处理的请求数过多而影响处理速率(吞吐量)，这证明了本发明提出的基于跨链映射模型的多链协作溯源架构，相较于现有基于单一区块链系统的溯源技术，在实现全链条的产品流转信息溯源的同时，也保证了跨链溯源时的效率。

右图为系统写入性能测试结果，横坐标为系统平均交易时延，纵坐标为同一时刻的并发数。可以看出，随着同一时刻请求写入的线程数增多(1-32)，基于单一区块链的溯源系统的上链效率会越来越低，而本发明实施例提供的面向供应链数据可信共享的多链协作溯源系统在面对大批量数据写入情况下，能维持稳定的平均交易时延，保持着较快的写入速率，这证明了本发明实施例提供的一种渐进式审查算法，有效地保证了系统的上链效率。

提供以上实施例仅仅是为了描述本发明的目的，而并非要限制本发明的范围。本发明的范围由所附权利要求限定。不脱离本发明的精神和原理而做出的各种等同替换和修改，均应涵盖在本发明的范围之内。

Claims (8)

1.一种面向供应链数据可信共享的多链协作溯源系统，其特征在于：所述系统包括：溯源链模块、私有链模块、协同链模块、多链数据审查模块和多链数据溯源模块；

溯源链模块：基于区块链系统实现供应链上所有参与方的产品流转数据的共享，实现共享功能；根据区块链系统中监管机构对应节点溯源请求，调用多链数据溯源模块中溯源链数据溯源服务实现对供应链所有参与方的产品流转数据溯源，实现溯源功能；根据区块链系统中节点的审查请求，调用多链数据审查模块中的溯源链数据审查服务进行审查，实现管控功能；

私有链模块：基于区块链系统实现供应链上某一参与方内部的产品流转数据的共享，实现共享功能；根据区块链系统中节点的溯源请求，调用多链数据溯源模块中私有链数据溯源服务实现对供应链某一参与方内部的产品流转数据溯源，实现溯源功能；根据区块链系统中节点的审查请求，调用多链数据审查模块中私有链数据审查服务实现对供应链上某一参与方内部的产品流转数据进行审查，实现管控功能；

协同链模块：基于区块链系统实现供应链上参与方间协同的产品流转数据的共享，实现共享功能；根据区块链系统中节点的溯源请求，调用多链数据溯源模块中协同链数据溯源服务实现对供应链上参与方间协同的产品流转数据溯源，实现溯源功能；根据区块链系统中节点的审查请求，调用多链数据审查模块中协同链数据审查服务实现对供应链上参与方间协同的产品流转数据进行审查，实现管控功能；

多链数据审查模块：基于一种渐进式审查算法对供应链产品流转数据进行审查，所述基于一种渐进式审查算法包括私有链数据审查服务、协同链数据审查服务、溯源链数据审查服务；根据协同链模块、私有链模块或溯源链模块内区块链系统中节点的审查请求，执行相应的协同链数据审查服务、私有链数据审查服务或溯源链数据审查服务；当出现协同链模块、私有链模块内区块链系统中节点无法达成数据审查共识时，依据协同链数据审查服务、私有链数据审查服务、溯源链数据审查服务的审查顺序执行跨链审查；

多链数据溯源模块：通过一种基于产品溯源ID的跨链映射模型对供应链产品流转数据进行溯源，所述基于产品溯源ID的跨链映射模型包括：溯源链产品ID关联、私有链产品ID关联、协同链产品ID关联、溯源链产品ID与私有链产品ID的跨链关联，以及私有链产品ID与协同链产品ID的跨链关联；所述对供应链产品流转数据的溯源功能包括溯源链数据溯源服务、私有链数据溯源服务和协同链数据溯源服务；根据溯源链模块内，区域链系统中的节点的溯源请求，基于所述的溯源链产品ID关联、私有链产品ID关联、协同链产品ID关联、溯源链产品ID与私有链产品ID的跨链关联，以及私有链产品ID与协同链产品ID的跨链关联，依据溯源链数据溯源服务、私有链数据溯源服务、协同链数据溯源服务的溯源顺序执行跨链溯源。

2.根据权利要求1所述的面向供应链数据可信共享的多链协作溯源系统，其特征在于：所述多链数据审查模块中，一种渐进式审查算法实现如下：

所述区块链系统中节点的审查请求包括请求节点信息、请求方类型和产品流转数据；请求方类型为协同链模块、私有链模块或溯源链模块；

当请求方类型为协同链模块、私有链模块或溯源链模块时，则执行协同链、私有链或溯源链数据审查服务，执行如下：

(1)协同链数据审查服务、私有链数据审查服务或溯源链数据审查服务验证请求节点信息，确认节点操作权限；

(2)若验证失败，向请求节点返回审查不通过信息，审查结束；若验证通过，协同链数据审查服务、私有链数据审查服务或溯源链数据审查服务将产品流转数据广播给协同链模块、私有链模块或溯源链模块中的其他节点，每个节点检查产品流转数据格式及内容；

(3)协同链模块、私有链模块或溯源链模块中所有节点发起投票，表决本次产品流转数据审查是否通过；

(4)若投票为通过的节点超过节点总数的第一阈值，则本次产品流转数据审查视为通过，投票为通过的节点对该产品流转数据签名背书，向请求节点返回审查通过信息，审查结束；若投票为通过的节点少于节点总数的第二阈值，则本次产品流转数据审查视为不通过，向请求节点返回审查不通过信息，审查结束；若投票为通过的节点多于节点总数的第二阈值但少于第一阈值时，视为协同链中节点、私有链中节点或溯源链中节点无法达成审查共识，根据请求方类型，依据协同链数据审查服务、私有链数据审查服务、溯源链数据审查服务的审查顺序执行跨链审查；

(5)跨链审查时，若请求方类型为协同链模块，跨链至请求节点所在的私有链模块，并执行(1)-(4)中私有链数据审查服务；若请求方类型为私有链模块，则跨链至溯源链模块，并执行(1)-(4)中的溯源链数据审查服务；若请求方类型为溯源链模块，向请求节点返回审查不通过信息，审查结束。

3.根据权利要求1所述的面向供应链数据可信共享的多链协作溯源系统，其特征在于：所述多链数据溯源模块中，一种基于产品溯源ID的跨链映射模型中：

溯源链产品ID关联，包括溯源链产品溯源ID与溯源链产品交易ID相关联、溯源链产品交易ID与溯源链产品前置交易ID相关联；其中，溯源链产品溯源ID为区域链系统中的节点的溯源请求时使用，采用哈希编码规则，编码要素包括区块链类型、时间戳、产品ID以及产品交易ID索引号；溯源链产品交易ID、前置交易ID为溯源链记录供应链产品流转数据使用，采用哈希编码规则，编码要素包括区块链类型、时间戳、产品ID、溯源链产品前置交易ID索引号、私有链产品溯源ID索引号；

私有链产品ID关联，包括私有链产品溯源ID与私有链产品交易ID相关联、私有链产品交易ID与私有链产品前置交易ID相关联；其中，私有链产品交易ID为私有链记录供应链参与方内部的产品流转数据使用，采用哈希编码规则，编码要素包括区块链类型、时间戳、产品ID、私有链产品前置交易ID索引号、协同链产品溯源ID索引号；

协同链产品ID关联，包括协同链产品溯源ID与协同链产品交易ID相关联、协同链产品交易ID与协同链产品前置交易ID相关联；其中，协同链产品交易ID为协同链记录供应链参与方间协同的产品流转数据使用，采用哈希编码规则，编码要素包括区块链类型、时间戳、产品ID、协同链产品前置交易ID；

溯源链与私有链产品ID的跨链关联，包括溯源链产品交易ID与私有链产品溯源ID相关联；其中，私有链产品溯源ID为溯源链与私有链进行跨链关联时使用，采用哈希编码规则，编码要素包括区块链类型、时间戳、产品ID、私有链产品交易ID；

私有链与协同链产品ID的跨链关联，包括私有链与协同链产品ID的跨链关联；其中，协同链产品溯源ID为私有链与协同链进行跨链关联时使用，采用哈希编码规则，编码要素包括区块链类型、时间戳、产品ID、协同链产品交易ID；

所述根据溯源链模块内，区域链系统中的节点的溯源请求，基于所述的溯源链产品ID关联、私有链产品ID关联、协同链产品ID关联、溯源链产品ID与私有链产品ID的跨链关联，以及私有链产品ID与协同链产品ID的跨链关联，依据溯源链数据溯源服务、私有链数据溯源服务、协同链数据溯源服务的溯源顺序执行跨链溯源过程为：

(1)区域链系统中的节点的溯源请求包括请求节点信息、溯源链产品溯源ID；

(2)溯源链模块验证节点身份信息，确认节点操作权限；若验证失败，返回溯源失败信息，溯源结束；若验证通过，溯源链模块执行溯源链数据溯源服务；

(3)溯源链数据溯源服务对溯源链产品溯源ID进行哈希解码，得到溯源链产品交易ID索引号；

(4)溯源链数据溯源服务通过溯源链产品交易ID索引号查询溯源链区块，区块数据包括溯源链产品交易ID及对应产品流转数据；溯源链数据溯源服务记录产品流转数据，并对溯源链产品交易ID哈希解码，得到溯源链产品前置交易ID索引号或私有链产品溯源ID索引号，若哈希解码为空，则进入(16)；

(5)针对溯源链产品前置交易ID索引号，溯源链数据溯源服务进入(4)；

(6)针对私有链产品溯源ID索引号，溯源链数据溯源服务通过溯源链-私有链网关跨链至私有链中，并执行私有链数据溯源服务；

(7)私有链数据溯源服务通过私有链产品溯源ID索引号查询私有链区块，区块数据包括私有链产品溯源ID；私有链数据溯源服务对私有链产品溯源ID哈希解码，得到私有链产品交易ID索引号；

(8)私有链数据溯源服务通过私有链产品交易ID索引号查询私有链区块，区块数据包括私有链产品交易ID及相应产品流转数据；

(9)私有链数据溯源服务记录产品流转数据，并对私有链产品交易ID哈希解码，得到私有链产品前置交易ID索引号或协同链产品溯源ID索引号，若哈希解码为空，进入(16)；

(10)针对私有链产品前置交易ID索引号，执行私有链数据溯源服务，进入(8)；

(11)针对协同链产品溯源ID索引号，私有链数据溯源服务通过私有链-协同链网关跨链至协同链内，并执行协同链数据溯源服务；

(12)协同链数据溯源服务通过协同链产品溯源ID索引号查询协同链区块，区块数据包括协同链产品溯源ID；协同链数据溯源服务对协同链产品溯源ID哈希解码，得到协同链产品交易ID索引号；

(13)协同链数据溯源服务通过协同链产品交易ID索引号查询协同链区块，区块数据包括协同链产品交易ID及相应产品流转数据；

(14)协同链数据溯源服务记录产品流转数据，并对协同链产品交易ID哈希解码，得到协同链产品前置交易ID索引号，若哈希解码为空，则进入(16)；

(15)针对协同链产品前置交易ID索引号，执行协同链数据溯源服务，进入(14)；

(16)将协同链产品流转数据、私有链产品流转数据或溯源链产品流转数据返回至请求节点。

4.一种面向供应链数据可信共享的多链协作溯源方法，其特征在于：包括：溯源链步骤、私有链步骤、协同链步骤、多链数据审查步骤和多链数据溯源步骤；

溯源链步骤：基于区块链系统实现供应链上所有参与方的产品流转数据的共享，实现共享功能；根据区块链系统中监管机构对应节点溯源请求，调用多链数据溯源步骤中溯源链数据溯源服务实现对供应链所有参与方的产品流转数据溯源，实现溯源功能；根据区块链系统中节点的审查请求，调用多链数据审查步骤中的溯源链数据审查服务进行审查，实现管控功能；

私有链步骤：基于区块链系统实现供应链上某一参与方内部的产品流转数据的共享，实现共享功能；根据区块链系统中节点的溯源请求，调用多链数据溯源步骤中私有链数据溯源服务实现对供应链某一参与方内部的产品流转数据溯源，实现溯源功能；根据区块链系统中节点的审查请求，调用多链数据审查步骤中私有链数据审查服务实现对供应链上某一参与方内部的产品流转数据进行审查，实现管控功能；

协同链步骤：基于区块链系统实现供应链上参与方间协同的产品流转数据的共享，实现共享功能；根据区块链系统中节点的溯源请求，调用多链数据溯源步骤中协同链数据溯源服务实现对供应链上参与方间协同的产品流转数据溯源，实现溯源功能；根据区块链系统中节点的审查请求，调用多链数据审查步骤中协同链数据审查服务实现对供应链上参与方间协同的产品流转数据进行审查，实现管控功能；

多链数据审查步骤：基于一种渐进式审查算法对供应链产品流转数据进行审查，所述基于一种渐进式审查算法包括私有链数据审查服务、协同链数据审查服务、溯源链数据审查服务；根据协同链步骤、私有链步骤或溯源链步骤内区块链系统中节点的审查请求，执行协同链数据审查服务、私有链数据审查服务、溯源链数据审查服务；当出现协同链步骤、私有链步骤内区块链系统中节点无法达成数据审查共识时，依据协同链数据审查服务、私有链数据审查服务、溯源链数据审查服务的审查顺序执行跨链审查；

多链数据溯源步骤：通过一种基于产品溯源ID的跨链映射模型对供应链产品流转数据进行溯源，所述基于产品溯源ID的跨链映射模型包括：溯源链产品ID关联、私有链产品ID关联、协同链产品ID关联、溯源链产品ID与私有链产品ID的跨链关联，以及私有链产品ID与协同链产品ID的跨链关联；所述对供应链产品流转数据的溯源功能包括溯源链数据溯源服务、私有链数据溯源服务、协同链数据溯源服务；根据溯源链步骤内，区域链系统中的节点的溯源请求，基于所述的溯源链产品ID关联、私有链产品ID关联、协同链产品ID关联、溯源链产品ID与私有链产品ID的跨链关联，以及私有链产品ID与协同链产品ID的跨链关联，依据溯源链数据溯源服务、私有链数据溯源服务、协同链数据溯源服务的溯源顺序执行跨链溯源。

5.根据权利要求4所述的面向供应链数据可信共享的多链协作溯源方法，其特征在于：所述多链数据审查步骤中，一种渐进式审查算法实现如下：

所述区块链系统中节点的审查请求包括请求节点信息、请求方类型和产品流转数据；请求方类型为协同链步骤、私有链步骤或溯源链步骤；

当请求方类型为协同链步骤、私有链步骤或溯源链步骤时，则执行协同链数据审查服务、私有链数据审查服务或溯源链数据审查服务，执行如下：

(1)协同链数据审查服务、私有链数据审查服务或溯源链数据审查服务验证请求节点信息，确认节点操作权限；

(2)若验证失败，向请求节点返回审查不通过信息，审查结束；若验证通过，协同链数据审查服务、私有链数据审查服务或溯源链数据审查服务将产品流转数据广播给协同链步骤、私有链步骤或溯源链步骤中的其他节点，每个节点检查产品流转数据格式及内容；

(3)协同链步骤、私有链步骤或溯源链步骤中所有节点发起投票，表决本次产品流转数据审查是否通过；

(4)若投票为通过的节点超过节点总数的第一阈值，则本次产品流转数据审查视为通过，投票为通过的节点对该产品流转数据签名背书，向请求节点返回审查通过信息，审查结束；若投票为通过的节点少于节点总数的第二阈值，则本次产品流转数据审查视为不通过，向请求节点返回审查不通过信息，审查结束；若投票为通过的节点多于节点总数的第二阈值但少于第一阈值时，视为协同链中节点、私有链中节点或溯源链中节点无法达成审查共识，根据请求方类型，依据协同链数据审查服务、私有链数据审查服务、溯源链数据审查服务的审查顺序执行跨链审查；(5)跨链审查时，若请求方类型为协同链步骤，跨链至请求节点所在的私有链步骤，并执行(1)-(4)中私有链数据审查服务；若请求方类型为私有链步骤，则跨链至溯源链步骤，并执行(1)-(4)中的溯源链数据审查服务；若请求方类型为溯源链步骤，向请求节点返回审查不通过信息，审查结束。

6.根据权利要求4所述的面向供应链数据可信共享的多链协作溯源方法，其特征在于：所述多链数据溯源步骤中，一种基于产品溯源ID的跨链映射模型中：

溯源链产品ID关联，包括溯源链产品溯源ID与溯源链产品交易ID相关联、溯源链产品交易ID与溯源链产品前置交易ID相关联；其中，溯源链产品溯源ID为区域链系统中的节点的溯源请求时使用，采用哈希编码规则，编码要素包括区块链类型、时间戳、产品ID以及产品交易ID索引号；溯源链产品交易ID、前置交易ID为溯源链记录供应链产品流转数据使用，采用哈希编码规则，编码要素包括区块链类型、时间戳、产品ID、溯源链产品前置交易ID索引号、私有链产品溯源ID索引号；

私有链产品ID关联，包括私有链产品溯源ID与私有链产品交易ID相关联、私有链产品交易ID与私有链产品前置交易ID相关联；其中，私有链产品交易ID为私有链记录供应链参与方内部的产品流转数据使用，采用哈希编码规则，编码要素包括区块链类型、时间戳、产品ID、私有链产品前置交易ID索引号、协同链产品溯源ID索引号；

协同链产品ID关联，包括协同链产品溯源ID与协同链产品交易ID相关联、协同链产品交易ID与协同链产品前置交易ID相关联；其中，协同链产品交易ID为协同链记录供应链参与方间协同的产品流转数据使用，采用哈希编码规则，编码要素包括区块链类型、时间戳、产品ID、协同链产品前置交易ID；

溯源链与私有链产品ID的跨链关联，包括溯源链产品交易ID与私有链产品溯源ID相关联；其中，私有链产品溯源ID为溯源链与私有链进行跨链关联时使用，采用哈希编码规则，编码要素包括区块链类型、时间戳、产品ID、私有链产品交易ID；

私有链与协同链产品ID的跨链关联，包括私有链与协同链产品ID的跨链关联；其中，协同链产品溯源ID为私有链与协同链进行跨链关联时使用，采用哈希编码规则，编码要素包括区块链类型、时间戳、产品ID、协同链产品交易ID；

所述根据溯源链步骤内，区域链系统中的节点的溯源请求，基于所述的溯源链产品ID关联、私有链产品ID关联、协同链产品ID关联、溯源链产品ID与私有链产品ID的跨链关联，以及私有链产品ID与协同链产品ID的跨链关联，依据溯源链数据溯源服务、私有链数据溯源服务、协同链数据溯源服务的溯源顺序执行跨链溯源过程为：

(1)区域链系统中的节点的溯源请求包括请求节点信息、溯源链产品溯源ID；

(2)溯源链步骤验证节点身份信息，确认节点操作权限；若验证失败，返回溯源失败信息，溯源结束；若验证通过，溯源链步骤执行溯源链数据溯源服务；

(3)溯源链数据溯源服务对溯源链产品溯源ID进行哈希解码，得到溯源链产品交易ID索引号；

(4)溯源链数据溯源服务通过溯源链产品交易ID索引号查询溯源链区块，区块数据包括溯源链产品交易ID及对应产品流转数据；溯源链数据溯源服务记录产品流转数据，并对溯源链产品交易ID哈希解码，得到溯源链产品前置交易ID索引号和私有链产品溯源ID索引号，若哈希解码为空，则进入(16)；

(5)针对溯源链产品前置交易ID索引号，溯源链数据溯源服务进入(4)；

(6)针对私有链产品溯源ID索引号，溯源链数据溯源服务通过溯源链-私有链网关跨链至私有链中，并执行私有链数据溯源服务；

(7)私有链数据溯源服务通过私有链产品溯源ID索引号查询私有链区块，区块数据包括私有链产品溯源ID；私有链数据溯源服务对私有链产品溯源ID哈希解码，得到私有链产品交易ID索引号；

(8)私有链数据溯源服务通过私有链产品交易ID索引号查询私有链区块，区块数据包括私有链产品交易ID及相应产品流转数据；

(9)私有链数据溯源服务记录产品流转数据，并对私有链产品交易ID哈希解码，得到私有链产品前置交易ID索引号和协同链产品溯源ID索引号，若哈希解码为空，进入(16)；

(10)针对私有链产品前置交易ID索引号，执行私有链数据溯源服务，进入(8)；

(11)针对协同链产品溯源ID索引号，私有链数据溯源服务通过私有链-协同链网关跨链至协同链内，并执行协同链数据溯源服务；

(12)协同链数据溯源服务通过协同链产品溯源ID索引号查询协同链区块，区块数据包括协同链产品溯源ID；协同链数据溯源服务对协同链产品溯源ID哈希解码，得到协同链产品交易ID索引号；

(13)协同链数据溯源服务通过协同链产品交易ID索引号查询协同链区块，区块数据包括协同链产品交易ID及相应产品流转数据；

(14)协同链数据溯源服务记录产品流转数据，并对协同链产品交易ID哈希解码，得到协同链产品前置交易ID索引号，若哈希解码为空，则进入(16)；

(15)针对协同链产品前置交易ID索引号，执行协同链数据溯源服务，进入(14)；

(16)将协同链产品流转数据、私有链产品流转数据或溯源链产品流转数据返回至请求节点。

7.一种电子设备，其特征在于，包括控制器、运算器和存储器以及可在处理器上运行的计算机程序，其中；

存储器，用于存放计算机程序；

控制器、运算器，用于调用并执行存储器上所存放的计算机程序，执行时实现权利要求1-3中任意之一所述的系统，或权利要求4-6中任意之一所述的方法。

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被执行时，实现权利要求1-3中任意之一所述的系统，或权利要求4-6中任意之一所述的方法。