CN118195638A - 一种基于区块链的dna标准品追溯方法、系统及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及数据传输技术领域，更具体涉及一种基于区块链的DNA标准品追溯方法、系统及存储介质。所述方法包括：步骤S1：虚拟单元基于本地的若干台计算机设备创建虚拟的第一区块链；步骤S2：将每一设备操作数据通过加密算法生成加密数据；步骤S3：将传输数据包的哈希值及传输数据对应的设备操作数据的采集时间范围添加到第一列表，获取第二列表，将第二列表发送至第二区块链；步骤S4：控制单元接收DNA标准品的追溯请求，根据第二区块链的授权节点查找追溯数据，并根据追溯数据获取追溯结果。本发明解决了DNA标准品追溯数据不完整和可篡改的问题，实现了DNA标准品追溯数据的完整性和不可篡改。
Description
技术领域
本发明涉及数据传输技术领域，更具体涉及一种基于区块链的DNA标准品追溯方法、系统及存储介质。
背景技术
随着产品生产规模的扩大，在产品生产过程中，不可避免的由于设备操作出现产品质量问题，因此为了追溯产品的整个生产过程，通过实时采集设备的操作数据来追溯出现产品质量的原因，要获得准确的追溯结果需要大量的设备操作数据，并且设别操作数据是通过无线传输，经常会出现数据丢失或者被篡改的问题，因此大大影响了产品质量追溯结果的准确性，例如：中国专利CN116934358A公开了一种基于信息验证的阿胶质量追溯方法及系统。该方法包括：获取阿胶生产质量数据和阿胶流通数据；划分同源数据组；确定重要性系数；排序得到质量序列；根据质量序列中数据的重要性系数将质量序列划分为两个子序列；根据重要性系数，对两个子序列中的阿胶生产质量数据进行数据匹配，得到匹配结果，根据匹配结果将对应的阿胶生产质量数据组合作为数据对，将任一同源数据组中的所有数据对进行排序并压缩，得到每一同源数据组对应的压缩数据；根据压缩数据对阿胶的质量进行追溯验证，得到质量追溯结果。本发明能够在保证追溯验证的可靠性的同时，有效提升数据追溯验证的速率。还例如：美国专利US20230090556A1公开了一种建立实验室分析仪器质量控制记录链的方法、介质和系统，示例性实施例提供链接用于分析实验室仪器的可审核参数的记录的权限链。链接的记录提供了对一组实验结果有贡献的各种项目的完整图片，允许用户(例如)将实验中的问题追溯到其来源，即使来源位于第三方。这增加了对分析结果质量的信心，简化了审计和报告合规性，并提高了仪器、试剂和服务的可追溯性。上述两篇专利都提供了产品质量的可追溯性方法，但是都没有解决在数据量较大时且网络不稳定时，数据丢包和存储速度较慢的问题，同时也没考虑到数据的可篡改性。
发明内容
为了更好的解决上述问题，本发明提供一种基于区块链的DNA标准品追溯方法，所述方法包括：
步骤S1：虚拟单元基于本地的若干台计算机设备创建虚拟的第一区块链，并将所述若干台计算机作为所述第一区块链的若干个虚拟节点；
步骤S2：数据采集单元以采集周期T1通过所述若干个虚拟节点采集DNA标准品生产过程中所使用的每一设备的操作数据，将每一所述采集周期T1内每一所述设备的操作数据通过加密算法生成加密数据，并将所述加密数据在通过较验单元进行校验后将每一所述设备的操作数据和对应的加密数据保存至对应的所述虚拟节点生成的区块中，并将所述区块添加到所述第一区块链中；
步骤S3：数据传输单元将全部所述设备的操作数据按照采集周期从所述第一区块链中读取出来，并将第i采集周期对应的全部所述设备的操作数据组合成第i操作数据包，并将每一传输周期T2内的N个所述第i操作数据包作为传输数据包，计算所述传输数据包的哈希值，将所述传输数据包划分为M个传输数据子包，将所述M个传输数据子包同时在存储单元中M个存储模块上进行保存并进行备份，还获取所述M个存储模块ID和备份存储模块ID的第一列表，将所述传输数据包的哈希值及所述传输数据对应的所述设备操作数据的采集时间范围添加到所述第一列表，获取第二列表；将所述第二列表发送至所述第二区块链；
步骤S4：用户终端发送所述DNA标准品的追溯信息请求至控制单元，所述控制单元接收所述DNA标准品的追溯请求，根据所述第二区块链的授权节点查找并获取所述追溯请求对应的追溯数据包，并将所述追溯数据包发送至所述用户终端，所述用户终端通过分析所述追溯数据包中的追溯数据获取追溯结果。
作为本发明一种更优选的技术方案，所述存储单元中的所述存储模块用于分布式存储。
作为本发明一种更优选的技术方案，所述步骤S2中，所述数据采集单元以所述采集周期T1通过所述若干个虚拟节点采集所述DNA标准品生产过程中所使用的每一所述设备的操作数据，包括如下步骤：
步骤S21：分析每一所述设备的操作数据对所述DNA标准品生产质量的影响度，并将所述设备按照所述影响度从大到小进行排序获取第一序列，同时计算每一所述虚拟节点的算力，并将所述虚拟节点按照所述算力从大到小进行排序获取第二序列；
步骤S22：所述采集单元将所述第二序列中第i个所述虚拟节点作为所述第一序列中第i个所述设备的虚拟节点；
步骤S23：在所述数据采集单元对每一所述设备的操作数据进行采集时，其中，所述第一序列中设备影响度依次减小，且所述第一序列中设备在所述采集周期T1内对应操作数据的数量也依次减少，其中所述第一序列中设备对应的操作数据的数量分别为k1、k2、k3、…kn,n为所述第一序列中所述设备的个数，n的取值范围为大于等于1的正整数。
作为本发明一种更优选的技术方案，所述步骤S3包括如下步骤：
步骤S31：所述数据传输单元以传输周期T2从所述第一区块链读取所述设备操作数据，并获取第i传输周期内第j采集周期对应的全部所述设备操作数据，并将所述第j采集周期内全部所述设备操作数据组合成第j操作数据包，重复本步骤，获取所述第i传输周期内全部所述第j操作数据包；其中i的取值范围为大于等于1的正整数，j的取值范围为1到N的正整数，N＝T2/T1；
步骤S32：将N个所述第j操作数据包打包成传输数据包，并计算所述传输数据包的哈希值，获取所述存储单元中M个数据负载率最小的第二存储模块，并将所述传输数据包划分成M个传输数据子包，并将所述M个所述传输数据子包同时存储到M个所述第二存储模块中，还在所述存储单元中除M个所述第二存储模块之外的其他存储单元中，获取M个负载率最小的第三存储模块，并将M个所述传输数据子包备份到M个所述第三存储模块中，并获取M个所述传输数据子包对应的M个所述第二存储模块和所述第三存储模块的ID列表；
步骤S33：将所述ID列表添加到上次传输数据时的ID列表，并获取新的ID列表，将所述传输数据包的哈希值及本次所述传输数据的采集时间添加到所述新的ID列表，并将所述新的ID列表通过所述第二区块链中的授权节点发送至所述第二区块链。
作为本发明一种更优选的技术方案，所述步骤S4包括：
步骤S41：用户终端发送所述DNA标准品的追溯请求至所述控制单元，其中所述追溯请求中包括追溯时间范围；
步骤S42：所述控制单元接收所述追溯请求，并从所述第二区块链中读取所述第二列表，根据所述追溯请求中的所述追溯时间范围获取所述追溯时间范围对应的所述第二列表中的所述传输数据子包对应的所述第二存储模块的ID和所述第三存储模块的ID；
步骤S43：所述控制单元根据所述第二存储模块的ID或者所述第三存储模块的ID获取所述传输数据子包的数据，并将所述传输数据子包按照采集时间和所在的传输数据包组合成完整的传输数据包，并作为所述追溯数据包，同时根据所述第二列表中每一传输数据包的哈希值，对所述追溯数据包进行校验，校验结果为真时，通过对所述追溯数据包的分析获取追溯结果，校验结果为假时，重复本步骤重新读取所述追溯数据至通过校验。
作为本发明一种更优选的技术方案，所述步骤S4还包括：
将所述追溯数据包中的追溯数据与对应所述设备操作数据取值范围进行比较，并获取所述追溯数据与对应所述设备操作数据取值范围偏差值，并将不同设备操作数据对应的所述偏差值在同一时间轴上进行统计，并在所述设备操作数据偏差值不在设定范围内时，进行标记，获取可视化追溯结果。
本发明还提供一种基于区块链的DNA标准品追溯系统，其特征在于，用于实现上述的基于区块链的DNA标准品追溯方法，所述系统包括：
虚拟单元，用于基于本地的若干台计算机设备创建虚拟的第一区块链，并将所述若干台计算机作为所述第一区块链的若干个虚拟节点；
数据采集单元配置为：以采集周期T1通过所述若干个虚拟节点采集DNA标准品生产过程中所使用的每一设备的操作数据，将每一所述采集周期T1内每一所述设备的操作数据通过加密算法生成加密数据，并将所述加密数据在通过较验单元进行校验后将每一所述设备的操作数据和对应的加密数据保存至对应的所述虚拟节点生成的区块中，并将所述区块添加到所述第一区块链中；
校验单元，用于校验所述加密数据；
数据传输单元配置为：将全部所述设备的操作数据按照采集周期从所述第一区块链中读取出来，并将第i采集周期对应的全部所述设备的操作数据组合成第i操作数据包，并将每一传输周期T2内的N个所述第i操作数据包作为传输数据包，计算所述传输数据包的哈希值，将所述传输数据包划分为M个传输数据子包，将所述M个传输数据子包同时在存储单元中M个存储模块上进行保存并进行备份，还获取所述M个存储模块ID和备份存储模块ID的第一列表，将所述传输数据包的哈希值及所述传输数据对应的所述设备操作数据的采集时间范围添加到所述第一列表，获取第二列表；将所述第二列表发送至所述第二区块链；
用户终端，用于发送所述DNA标准品的追溯信息请求至控制单元；
控制单元，用于接收所述DNA标准品的追溯请求，根据所述第二区块链的授权节点查找并获取所述追溯请求对应的追溯数据包，并将所述追溯数据包发送至所述用户终端，所述用户终端通过分析所述追溯数据包中的追溯数据获取追溯结果。
本发明还提供一种存储介质，所述存储介质存储有程序指令，其中在所述程序指令运行时控制所述存储介质所在设备执行上述的基于区块链的DNA标准品追溯方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果至少如下所述：
本发明为了追溯DNA标准品的整个生产过程，因此需对上述DNA标准品在生产过程中使用到的各种设备操作数据进行采集，通过对上述各种设备操作数据进行追溯分析从而对DNA标准品的生产质量进行溯源，由于数据量比较大而且一般都是采用无线通信将庞大的设备操作数据上传至云端，在网络不稳定的情况下经常会出现数据丢包的情况，这使得在对DNA标准品进行生产质量进行溯源时，由于不完整而不能获取造成生产质量不达标的真正原因，因此通过上述虚拟单元基于本地的若干台计算机设备创建虚拟的第一区块链，并将上述若干台计算机作为第一区块链的若干个节点，由于区块链具有不可篡改性，从而通过上述第一区块链能够完整准确的记录上述设备操作数据，从而为通过采集设备操作数据对DNA标准品的生产质量进行追溯提供了完整准确的数据基础，还由于设备的操作数据对DNA标准品生产质量的影响度越大，在每一采集周期T1内采集的数量越多，数据处理的工作量越大，从而对对应虚拟节点的算力要求越高，从而保证了数据的处理速度，从而保证了设备操作数据的完整性，还将上述采集周期T1内采集的每一设备的操作数据通过加密算法进行加密，通过校验单元验证上述每一设备操作数据的真伪，从而保证了存储在上述第一区块链中设备操作数据的准确性，通过将上述全部设备的操作数据按照采集时间从上述第一区块链中读取出来，数据传输单元以传输周期T2将上述设备的操作数据发送至存储单元，由于上传的数据量较大，为了提高存储效率，同时也防止丢包的发生，因此将上述数据包划分为M个传输数据子包，同时保存在存储单元中的M个存储模块上，并且为了防止存储模块损坏导致数据丢失，因此还将上述传输数据在存储单元中进行备份,并通过将第二列表发送至上述第二区块链，不仅节省了区块链的资源，同时还记录了上述传输数据的采集时间、传输数据的传输位置及传输数据包的哈希值，为对DNA标准品的生产质量进行追溯提供了不可篡改的设备操作数据记录提供了保障。
附图说明
图1为本发明一种基于区块链的DNA标准品追溯方法的流程图；
图2为本发明一种基于区块链的DNA标准品追溯系统的结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种基于区块链的DNA标准品追溯方法，如图1所示，所述方法包括：
步骤S1：虚拟单元基于本地的若干台计算机设备创建虚拟的第一区块链，并将所述若干台计算机作为所述第一区块链的若干个虚拟节点；
具体的，为了追溯DNA标准品的整个生产过程，因此需对上述DNA标准品在生产过程中使用到的各种设备操作数据进行采集，通过对上述各种设备操作数据进行追溯分析从而对DNA标准品的生产质量进行溯源，由于数据量比较大而且一般都是采用无线通信将庞大的设备操作数据上传至云端，在网络不稳定的情况下经常会出现数据丢包的情况，这使得在对DNA标准品进行生产质量进行溯源时，由于不完整而不能获取造成生产质量不达标的真正原因，因此通过上述虚拟单元基于本地的若干台计算机设备创建虚拟的第一区块链，并将上述若干台计算机作为第一区块链的若干个节点，由于区块链具有不可篡改性，从而通过上述第一区块链能够完整准确的记录上述设备操作数据，从而为通过采集设备操作数据对DNA标准品的生产质量进行追溯提供了完整准确的数据基础。
步骤S2：数据采集单元以采集周期T1通过所述若干个虚拟节点采集DNA标准品生产过程中所使用的每一设备的操作数据，将每一所述采集周期T1内每一所述设备的操作数据通过加密算法生成加密数据，并将所述加密数据在通过较验单元进行校验后将每一所述设备的操作数据和对应的加密数据保存至对应的所述虚拟节点生成的区块中，并将所述区块添加到所述第一区块链中；
具体的，由于设备的操作数据对DNA标准品生产质量的影响度越大，在每一采集周期T1内采集的数量越多，数据处理的工作量越大，从而对对应虚拟节点的算力要求越高，因此上述数据采集单元按照每一设备对DNA标准品生产质量的影响度为每一设备分配虚拟节点，其中，设备对DNA标准品生产质量的影响度越大分配的虚拟节点的算力越高，从而保证了数据的处理速度，从而保证了设备操作数据的完整性，还将上述采集周期T1内采集的每一设备的操作数据通过加密算法进行加密，上述加密算法为哈希算法，通过校验单元验证上述每一设备操作数据的真伪，在上述设备的操作数据为真时，将上述设备的操作数据和对应的加密数据保存至对应虚拟节点生成的区块中，并将上述区块添加到上述第一区块链中，完成了上述设备操作数据的采集，在上述设备的操作数据为假时，有可能是发送到虚拟节点时数据发生了异常，因此需要重新采集上述设备的操作数据并重新进行加密校验至通过校验，从而保证了存储在上述第一区块链中设备操作数据的准确性。
步骤S3：数据传输单元将全部所述设备的操作数据按照采集周期从所述第一区块链中读取出来，并将第i采集周期对应的全部所述设备的操作数据组合成第i操作数据包，并将每一传输周期T2内的N个所述第i操作数据包作为传输数据包，计算所述传输数据包的哈希值，将所述传输数据包划分为M个传输数据子包，将所述M个传输数据子包同时在存储单元中M个存储模块上进行保存并进行备份，还获取所述M个存储模块ID和备份存储模块ID的第一列表，将所述传输数据包的哈希值及所述传输数据对应的所述设备操作数据的采集时间范围添加到所述第一列表，获取第二列表；将所述第二列表发送至所述第二区块链；
具体的，通过将上述全部设备的操作数据按照采集周期从上述第一区块链中读取出来，获取同一采集周期内全部设备的操作数据，上述数据传输单元以传输周期T2将上述设备的操作数据发送至存储单元，每一传输周期T2内包括N个采集周期的全部设备操作数据，由于上传的数据量较大，为了提高存储效率，同时也防止丢包的发生，因此将上述数据包划分为M个传输数据子包，并将上述M个传输数据子包同时保存在存储单元中的M个存储模块上，并且为了防止存储模块损坏导致数据丢失，因此还将上述传输数据在存储单元中进行备份,并通过将第二列表发送至上述第二区块链，不仅节省了区块链的资源，同时还记录了上述传输数据的采集时间、传输数据的传输位置及传输数据包的哈希值，为对DNA标准品的生产质量进行追溯提供了不可篡改的设备操作数据记录提供了保障。
步骤S4：用户终端发送所述DNA标准品的追溯信息请求至控制单元，所述控制单元接收所述DNA标准品的追溯请求，根据所述第二区块链的授权节点查找并获取所述追溯请求对应的追溯数据包，并将所述追溯数据包发送至所述用户终端，所述用户终端通过分析所述追溯数据包中的追溯数据获取追溯结果。
具体的，控制单元通过用户终端发送的DNA标准品的追溯请求，获取DNA标准品的追溯时间及问题，并根据第二区块链的授权节点获取最新的ID列表即上述第二列表，并根据列表记录的设备操作数据对应采集时间时间，查找与追溯时间对应的设备操作数据所存储的全部第二存储模块ID和第三存储模块ID，并从第二存储模块ID和第三存储模块ID中读取N个传输数据子包，并将N个传输数据子包按照采集时间组合成传输数据包，也即上述追溯数据包，同时还根据每一传输数据包的哈希值判断从上述第二存储模块和第三存储模块中，读取数据的准确性，在不准确时，重新读取上述传输数据，从而保证追溯结果的准确性。
进一步地，所述步骤S2中，所述数据采集单元以所述采集周期T1通过所述若干个虚拟节点采集所述DNA标准品生产过程中所使用的每一所述设备的操作数据，包括如下步骤：
步骤S21：分析每一所述设备的操作数据对所述DNA标准品生产质量的影响度，并将所述设备按照所述影响度从大到小进行排序获取第一序列，同时计算每一所述虚拟节点的算力，并将所述虚拟节点按照所述算力从大到小进行排序获取第二序列；
具体的，通过分析每一设备对DNA标准品生产质量的影响度并进行排序，获取设备中对DNA标准品生产质量的影响度及排序，同时，还计算每一虚拟节点的算力，获取每一虚拟节点的算力及排序，为进一步按照上述影响度为每一设备分配虚拟节点奠定基础。
步骤S22：所述采集单元将所述第二序列中第i个所述虚拟节点作为所述第一序列中第i个所述设备的虚拟节点；
具体的，由于设备的操作数据对DNA标准品生产质量的影响度越大，在每一采集周期T1内采集的数量越多，数据处理的工作量越大，从而对对应虚拟节点的算力要求越高，又由于第一序列是按照影响度从大到小排列，第二序列是按照算力从大到小排列，因此将第二序列中的虚拟节点作为第一序列对应位置处设备的虚拟节点，满足了不同数据量设备对应的虚拟节点，保证了数据的处理效率及数据的完整性。
步骤S23：在所述数据采集单元对每一所述设备的操作数据进行采集时，其中，所述第一序列中设备影响度依次减小，且所述第一序列中设备在所述采集周期T1内对应操作数据的数量也依次减少，其中所述第一序列中设备对应的操作数据的数量分别为k1、k2、k3、…kn,n为所述第一序列中所述设备的个数，n的取值范围为大于等于1的正整数。
具体的，由于设备的操作数据对DNA标准品生产质量的影响度越大，说明上述设备的操作数据精度越高，有稍微的偏差，就有可能引起较大的误差，因此需要在数据采集时，提高数据采集频率，防止采集的相邻两个数据之间丢失重要数据，反之在设备的操作数据对DNA标准品生产质量的影响度较小时，说明上述设备的操作数据精度不高，由于操作数据的变化是一个过程，并不是突变的，因此，中间少采集一些数据也不影响整体趋势，同时还可以通过降低数据采集量来节省数据采集工作量，其中，kn的取值范围为大于等于5小于等于20的正整数。
进一步地，所述步骤S3包括如下步骤：
步骤S31：所述数据传输单元以传输周期T2从所述第一区块链读取所述设备操作数据，并获取第i传输周期内第j采集周期对应的全部所述设备操作数据，并将所述第j采集周期内全部所述设备操作数据组合成第j操作数据包，重复本步骤，获取所述第i传输周期内全部所述第j操作数据包；其中i的取值范围为大于等于1的正整数，j的取值范围为1到N的正整数，N＝T2/T1；
具体的，通过将上述全部设备的操作数据按照采集周期从上述第一区块链中读取出来，获取同一传输周期T2内N个采集周期全部设备的操作数据，并将其作为传输数据包，通过上述技术方案，将同一采集周期内不同设备的操作数据组合成操作数据包，并以上述操作数据包为单位，获取N个操作数据包作为传输单元的传输数据包，而不是逐一进行发送，提高了数据的发送效率。
步骤S32：将N个所述第j操作数据包打包成传输数据包，并计算所述传输数据包的哈希值，获取所述存储单元中M个数据负载率最小的第二存储模块，并将所述传输数据包划分成M个传输数据子包，并将所述M个所述传输数据子包同时存储到M个所述第二存储模块中，还在所述存储单元中除M个所述第二存储模块之外的其他存储单元中，获取M个负载率最小的第三存储模块，并将M个所述传输数据子包备份到M个所述第三存储模块中，并获取M个所述传输数据子包对应的M个所述第二存储模块和所述第三存储模块的ID列表；
具体的，通过获取存储单元中M个数据负载率最小的第二存储模块对上述传输数据包的M个传输数据子包进行同时存储，不仅解决了传输数据量大造成存储效率低下，并且还平衡了存储单元中各个存储模块的负载，同时还通过将上述M个传输数据子包进行备份，即使其中一个存储模块损坏也能顺利的获取传输数据，保证了数据的完整性，同时还获取上述包括第二存储模块ID和第三存储模块ID的上述ID列表，通过该ID列表可以查找M个传输数据子包的存储位置，从而提高传输数据的查找速度。
步骤S33：将所述ID列表添加到上次传输数据时的ID列表，并获取新的ID列表，将所述传输数据包的哈希值及本次所述传输数据的采集时间添加到所述新的ID列表，并将所述新的ID列表通过所述第二区块链中的授权节点发送至所述第二区块链。
具体的，通过将本次获取的ID列表添加到上次传输数据时的ID列表，可以获取从第一次数据传输到当前数据传输的所有传输数据存储位置记录及每一传输数据包的哈希值，通过该哈希值能够验证从存储单元中读取传输数据包的正确性，从而保证从上述存储单元中准确的读取上述传输数据。
进一步地，所述步骤S4包括如下步骤：
步骤S41：用户终端发送所述DNA标准品的追溯请求至所述控制单元，其中所述追溯请求中包括追溯时间范围；
步骤S42：所述控制单元接收所述追溯请求，并从所述第二区块链中读取所述第二列表，根据所述追溯请求中的所述追溯时间范围获取所述追溯时间范围对应的所述第二列表中的所述传输数据子包对应的所述第二存储模块的ID和所述第三存储模块的ID；
具体的，通过控制单元基于DNA标准品的追溯请求和第二区块链的授权节点，获取上述第二列表，并通过第二列表读取与追溯时间对应的追溯数据的存储位置，由于上述第二列表存储在第二区块链中，因此上述第二列表具有不可篡改性，并且第二列表中包含每一追溯数据包即传输数据包的哈希值，通过哈希值的校验保证了追溯数据的准确性。
步骤S43：所述控制单元根据所述第二存储模块的ID或者所述第三存储模块的ID获取所述传输数据子包的数据，并将所述传输数据子包按照采集时间和所在的传输数据包组合成完整的传输数据包，并作为所述追溯数据包，同时根据所述第二列表中每一传输数据包的哈希值，对所述追溯数据包进行校验，校验结果为真时，通过对所述追溯数据包的分析获取追溯结果，校验结果为假时，重复本步骤重新读取所述追溯数据至通过校验。
具体的，通过读取第二存储模块的ID或者第三存储模块的ID读取传输数据子包，并按照采集时间和所在的传输数据包组合成完整的传输数据包，并作为追溯数据包，通过上述技术方案，使得用户终端从存储单元中获取与追溯时间对应的完整准确的追溯数据，从而保证了追溯结果的准确性。
进一步度，所述步骤S4还包括：
将所述追溯数据包中的追溯数据与对应所述设备操作数据取值范围进行比较，并获取所述追溯数据与对应所述设备操作数据取值范围偏差值，并将不同设备操作数据对应的所述偏差值在同一时间轴上进行统计，并在所述设备操作数据偏差值不在设定范围内时，进行标记，获取可视化追溯结果。
本发明还提供一种基于区块链的DNA标准品追溯系统，用于实现上述的基于区块链的DNA标准品追溯方法，如图2所示，所述系统包括：
虚拟单元，用于基于本地的若干台计算机设备创建虚拟的第一区块链，并将所述若干台计算机作为所述第一区块链的若干个虚拟节点；
数据采集单元配置为：以采集周期T1通过所述若干个虚拟节点采集DNA标准品生产过程中所使用的每一设备的操作数据，将每一所述采集周期T1内每一所述设备的操作数据通过加密算法生成加密数据，并将所述加密数据在通过较验单元进行校验后将每一所述设备的操作数据和对应的加密数据保存至对应的所述虚拟节点生成的区块中，并将所述区块添加到所述第一区块链中；
校验单元，用于校验所述加密数据；
数据传输单元配置为：将全部所述设备的操作数据按照采集周期从所述第一区块链中读取出来，并将第i采集周期对应的全部所述设备的操作数据组合成第i操作数据包，并将每一传输周期T2内的N个所述第i操作数据包作为传输数据包，计算所述传输数据包的哈希值，将所述传输数据包划分为M个传输数据子包，将所述M个传输数据子包同时在存储单元中M个存储模块上进行保存并进行备份，还获取所述M个存储模块ID和备份存储模块ID的第一列表，将所述传输数据包的哈希值及所述传输数据对应的所述设备操作数据的采集时间范围添加到所述第一列表，获取第二列表；将所述第二列表发送至所述第二区块链；
用户终端，用于发送所述DNA标准品的追溯信息请求至控制单元；
控制单元，用于接收所述DNA标准品的追溯请求，根据所述第二区块链的授权节点查找并获取所述追溯请求对应的追溯数据包，并将所述追溯数据包发送至所述用户终端，所述用户终端通过分析所述追溯数据包中的追溯数据获取追溯结果。
本发明还提供一种存储介质，所述存储介质存储有程序指令，其中在所述程序指令运行时控制所述存储介质所在设备执行上述的基于区块链的DNA标准品追溯方法。
综上所述，本发明通过上述虚拟单元基于本地的若干台计算机设备创建虚拟的第一区块链，并将上述若干台计算机作为第一区块链的若干个节点，由于区块链具有不可篡改性，从而通过上述第一区块链能够完整准确的记录上述设备操作数据，从而为通过采集设备操作数据对DNA标准品的生产质量进行追溯提供了完整准确的数据基础，还由于设备的操作数据对DNA标准品生产质量的影响度越大，在每一采集周期T1内采集的数量越多，数据处理的工作量越大，从而对对应虚拟节点的算力要求越高，从而保证了数据的处理速度，从而保证了设备操作数据的完整性，还将上述采集周期T1内采集的每一设备的操作数据通过加密算法进行加密，通过校验单元验证上述每一设备操作数据的真伪，从而保证了存储在上述第一区块链中设备操作数据的准确性，通过将上述全部设备的操作数据按照采集时间从上述第一区块链中读取出来，数据传输单元以传输周期T2将上述设备的操作数据发送至存储单元，由于上传的数据量较大，为了提高存储效率，同时也防止丢包的发生，因此将上述数据包划分为M个传输数据子包，同时保存在存储单元中的M个存储模块上，并且为了防止存储模块损坏导致数据丢失，因此还将上述传输数据在存储单元中进行备份,并通过将第二列表发送至上述第二区块链，不仅节省了区块链的资源，同时还记录了上述传输数据的采集时间、传输数据的传输位置及传输数据包的哈希值，为对DNA标准品的生产质量进行追溯提供了不可篡改的设备操作数据记录提供了保障。
上述的实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
上述的实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
上述的仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于区块链的DNA标准品追溯方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤S1：虚拟单元基于本地的若干台计算机设备创建虚拟的第一区块链，并将所述若干台计算机作为所述第一区块链的若干个虚拟节点；
步骤S2：数据采集单元以采集周期T1通过所述若干个虚拟节点采集DNA标准品生产过程中所使用的每一设备的操作数据，将每一所述采集周期T1内每一所述设备的操作数据通过加密算法生成加密数据，并将所述加密数据在通过较验单元进行校验后将每一所述设备的操作数据和对应的加密数据保存至对应的所述虚拟节点生成的区块中，并将所述区块添加到所述第一区块链中；
步骤S3：数据传输单元将全部所述设备的操作数据按照采集周期从所述第一区块链中读取出来，并将第i采集周期对应的全部所述设备的操作数据组合成第i操作数据包，并将每一传输周期T2内的N个所述第i操作数据包作为传输数据包，计算所述传输数据包的哈希值，将所述传输数据包划分为M个传输数据子包，将所述M个传输数据子包同时在存储单元中M个存储模块上进行保存并进行备份，还获取所述M个存储模块ID和备份存储模块ID的第一列表，将所述传输数据包的哈希值及所述传输数据对应的所述设备操作数据的采集时间范围添加到所述第一列表，获取第二列表；将所述第二列表发送至所述第二区块链；
步骤S4：用户终端发送所述DNA标准品的追溯信息请求至控制单元，所述控制单元接收所述DNA标准品的追溯请求，根据所述第二区块链的授权节点查找并获取所述追溯请求对应的追溯数据包，并将所述追溯数据包发送至所述用户终端，所述用户终端通过分析所述追溯数据包中的追溯数据获取追溯结果。
2.根据权利要求所述1一种基于区块链的DNA标准品追溯方法，其特征在于，所述存储单元中的所述存储模块用于分布式存储。
3.根据权利要求所述一种基于区块链的DNA标准品追溯方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述数据采集单元以所述采集周期T1通过所述若干个虚拟节点采集所述DNA标准品生产过程中所使用的每一所述设备的操作数据，包括如下步骤：
步骤S21：分析每一所述设备的操作数据对所述DNA标准品生产质量的影响度，并将所述设备按照所述影响度从大到小进行排序获取第一序列，同时计算每一所述虚拟节点的算力，并将所述虚拟节点按照所述算力从大到小进行排序获取第二序列；
步骤S22：所述采集单元将所述第二序列中第i个所述虚拟节点作为所述第一序列中第i个所述设备的虚拟节点；
步骤S23：在所述数据采集单元对每一所述设备的操作数据进行采集时，其中，所述第一序列中设备影响度依次减小，且所述第一序列中设备在所述采集周期T1内对应操作数据的数量也依次减少，其中所述第一序列中设备对应的操作数据的数量分别为k1、k2、k3、…kn,n为所述第一序列中所述设备的个数，n的取值范围为大于等于1的正整数。
4.根据权利要求1所述一种基于区块链的DNA标准品追溯方法，其特征在于，所述步骤S3包括如下步骤：
步骤S31：所述数据传输单元以传输周期T2从所述第一区块链读取所述设备操作数据，并获取第i传输周期内第j采集周期对应的全部所述设备操作数据，并将所述第j采集周期内全部所述设备操作数据组合成第j操作数据包，重复本步骤，获取所述第i传输周期内全部所述第j操作数据包；其中i的取值范围为大于等于1的正整数，j的取值范围为1到N的正整数，N＝T2/T1；
步骤S32：将N个所述第j操作数据包打包成传输数据包，并计算所述传输数据包的哈希值，获取所述存储单元中M个数据负载率最小的第二存储模块，并将所述传输数据包划分成M个传输数据子包，并将所述M个所述传输数据子包同时存储到M个所述第二存储模块中，还在所述存储单元中除M个所述第二存储模块之外的其他存储单元中，获取M个负载率最小的第三存储模块，并将M个所述传输数据子包备份到M个所述第三存储模块中，并获取M个所述传输数据子包对应的M个所述第二存储模块和所述第三存储模块的ID列表；
步骤S33：将所述ID列表添加到上次传输数据时的ID列表，并获取新的ID列表，将所述传输数据包的哈希值及本次所述传输数据的采集时间添加到所述新的ID列表，并将所述新的ID列表通过所述第二区块链中的授权节点发送至所述第二区块链。
5.根据权利要求4所述一种基于区块链的DNA标准品追溯方法，其特征在于，所述步骤S4包括：
步骤S41：用户终端发送所述DNA标准品的追溯请求至所述控制单元，其中所述追溯请求中包括追溯时间范围；
步骤S42：所述控制单元接收所述追溯请求，并从所述第二区块链中读取所述第二列表，根据所述追溯请求中的所述追溯时间范围获取所述追溯时间范围对应的所述第二列表中的所述传输数据子包对应的所述第二存储模块的ID和所述第三存储模块的ID；
步骤S43：所述控制单元根据所述第二存储模块的ID或者所述第三存储模块的ID获取所述传输数据子包的数据，并将所述传输数据子包按照采集时间和所在的传输数据包组合成完整的传输数据包，并作为所述追溯数据包，同时根据所述第二列表中每一传输数据包的哈希值，对所述追溯数据包进行校验，校验结果为真时，通过对所述追溯数据包的分析获取追溯结果，校验结果为假时，重复本步骤重新读取所述追溯数据至通过校验。
6.根据权利要求1所述一种基于区块链的DNA标准品追溯方法，其特征在于，所述步骤S4还包括：
将所述追溯数据包中的追溯数据与对应所述设备操作数据取值范围进行比较，并获取所述追溯数据与对应所述设备操作数据取值范围偏差值，并将不同设备操作数据对应的所述偏差值在同一时间轴上进行统计，并在所述设备操作数据偏差值不在设定范围内时，进行标记，获取可视化追溯结果。
7.一种基于区块链的DNA标准品追溯系统，其特征在于，用于实现权利要求1至6中任意一项所述的基于区块链的DNA标准品追溯方法，所述系统包括：
虚拟单元，用于基于本地的若干台计算机设备创建虚拟的第一区块链，并将所述若干台计算机作为所述第一区块链的若干个虚拟节点；
数据采集单元配置为：以采集周期T1通过所述若干个虚拟节点采集DNA标准品生产过程中所使用的每一设备的操作数据，将每一所述采集周期T1内每一所述设备的操作数据通过加密算法生成加密数据，并将所述加密数据在通过较验单元进行校验后将每一所述设备的操作数据和对应的加密数据保存至对应的所述虚拟节点生成的区块中，并将所述区块添加到所述第一区块链中；
校验单元，用于校验所述加密数据；
数据传输单元配置为：将全部所述设备的操作数据按照采集周期从所述第一区块链中读取出来，并将第i采集周期对应的全部所述设备的操作数据组合成第i操作数据包，并将每一传输周期T2内的N个所述第i操作数据包作为传输数据包，计算所述传输数据包的哈希值，将所述传输数据包划分为M个传输数据子包，将所述M个传输数据子包同时在存储单元中M个存储模块上进行保存并进行备份，还获取所述M个存储模块ID和备份存储模块ID的第一列表，将所述传输数据包的哈希值及所述传输数据对应的所述设备操作数据的采集时间范围添加到所述第一列表，获取第二列表；将所述第二列表发送至所述第二区块链；
用户终端，用于发送所述DNA标准品的追溯信息请求至控制单元；
控制单元，用于接收所述DNA标准品的追溯请求，根据所述第二区块链的授权节点查找并获取所述追溯请求对应的追溯数据包，并将所述追溯数据包发送至所述用户终端，所述用户终端通过分析所述追溯数据包中的追溯数据获取追溯结果。
8.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有程序指令，其中在所述程序指令运行时控制所述存储介质所在设备执行权利要求1至6中任意一项所述的基于区块链的DNA标准品追溯方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202410457290.6A CN118195638A (zh) | 2024-04-16 | 2024-04-16 | 一种基于区块链的dna标准品追溯方法、系统及存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202410457290.6A CN118195638A (zh) | 2024-04-16 | 2024-04-16 | 一种基于区块链的dna标准品追溯方法、系统及存储介质 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN118195638A true CN118195638A (zh) | 2024-06-14 |
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ID=91412257
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202410457290.6A Pending CN118195638A (zh) | 2024-04-16 | 2024-04-16 | 一种基于区块链的dna标准品追溯方法、系统及存储介质 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN118195638A (zh) |
-
2024
- 2024-04-16 CN CN202410457290.6A patent/CN118195638A/zh active Pending
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