一种基于区块链分片技术的产品全环节信息追溯系统技术方案

本发明专利技术属于区块链技术领域，具体涉及一种基于区块链分片技术的产品全环节信息追溯系统，包括区块链、去中心化应用层、服务管理层及若干节点，所述区块链包括若干构成区块链分布式账本的状态集合，所述去中心化应用层用以实现溯源系统的可视化交互功能，所述服务管理层用以负责溯源系统的维护和监管。本发明专利技术采用状态切分技术、多级权限认证、并行存储模型、可视化交互、隐私保护等技术，并且实现完整生命周期信息的溯源，以适应溯源系统需要的同时有效解决传统中心化系统单点故障、数据安全性、溯源信息不完整、海量数据的存储压力、以及引入监管结点提高系统可信等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于区块链分片技术的产品全环节信息追溯系统
本专利技术属于区块链
，具体涉及一种基于区块链分片技术的产品全环节信息追溯系统。
技术介绍
基于市场对农产品从量到质的需求转变，以及相关法律法规的完善和相关行业本标准的要求，建立一个安全可靠的平台日益紧迫。目前的溯源平台基于传统的中心化系统进行设计，通常为C/S架构或B/S架构。其中具有以下不足：1）追溯链主要集中于信息化程度较高的生产商，并且通常扮演溯源数据系统的服务端角色，因此溯源数据的可信程度较低，而且对于追溯对象全生命周期的溯源信息是不完备的；2）信息孤岛，由于溯源系统主要是具备一定信息服务能力的中大型企业来提供，每个企业都会采用自己的标准，因此即使要对信息链进行扩展也面临着溯源标准、数据交换协议不统一造成一定困难，而且随着标准的变更有可能意味着系统的重新跟新，缺乏灵活性；3）中心化系统存储和通信开销将造成一定压力。随着信息链的完善数据量有可能指数增加，因此中心化系统服务端压力越来越大，因而维护起来更加困难、而且成本高昂对于中小企业是不能承受的；4）目前也有一些将区块链技术应用于食品溯源的案例，主要思路是基于传统的具有金融性质的公有链，目前的基于区块链系统没有考虑溯源信息巨量的存储开销尤其是当节点增多每个节点存储了大量的冗余数据；其次没有考虑数据的隐私问题，区块链是一个完全公开的账本，因此必须对某些敏感数据进行权限管理和加密；而且区块链交易不具备可视化交互，使用门槛较高。总之在系统实用性还存在不完善的地方。专利技术内容为了弥补现有技术的不足，本专利技术设计了更加合理的基于数据切分的具有多级权限验证的区块链技术的产品溯源方案。首要目标是能够提供一个可以适用于商品溯源的安全可靠的，具有产品全生命周期的完备追溯信息的溯源系统。本专利技术利用区块链技术多结点维护的特点，使得数据能够安全可靠的存储，从而避免单点故障的问题；本专利技术基于业务切分原则将区块链系统的完整账本进去切分，进而将区块链系统全节点的存储压力分解到各个对等节点；本专利技术针对区块链存储容量对交易吞吐率的限制采用并行数据库存储方案将各种异构数据分类存储，从而减少区块的大小；本专利技术针对区块链数据完事实上全公开的特点，采用身份认证以及非对称加密方式的双重机制进行保护。同时提供了可视化的交互方案。此外本专利技术还将引入权威的节点组成监管节点。所述的一种基于区块链分片技术的产品全环节信息追溯系统，其特征在于包括区块链、去中心化应用层、服务管理层及若干节点，所述区块链包括若干构成区块链分布式账本的状态集合；所述去中心化应用层用以实现溯源系统的可视化交互功能，包括数据上传、查询功能；所述服务管理层用以负责溯源系统的维护和监管；所述节点根据自身在溯源信息链的角色被划分为若干个群组，所述群组与区块链的状态集合一一对应，所述群组包括原料供应商、各级生产商、各级经销商、第三方权威机构，每个群组内的节点负责溯源信息账本的一部分，当需要获取完备溯源信息的时候只需要获取若干群组的账本信息进行拼接即可。所述的一种基于区块链分片技术的产品全环节信息追溯系统，其特征在于所述各个组群相互独立，一群组的节点只负责与本群组内的节点通过DHT算法进行连接和通讯；所述每个群组都有若干的第三方权威节点进行群组之间的信息传递，同时负责对区块链外用户提供溯源查询的服务。所述的一种基于区块链分片技术的产品全环节信息追溯系统，其特征在于所述区块链采用区块链分布式账本配合大容量的本地数据库的并行存储模型对数据进行存储。所述的一种基于区块链分片技术的产品全环节信息追溯系统，其特征在于所述本地数据库的信息内容进行哈希运算后哈希值同步存储在区块链，当需要查询时可以通过将区块链存储的哈希值与本地数据库数据返回数据的哈希值对比，如果相同证明数据没有被篡改，从而防止本地数据库的随意修改，使得溯源信息安全性得到保证。所述的一种基于区块链分片技术的产品全环节信息追溯系统，其特征在于所述去中心化应用层的交互功能开发基于React框架，其表现形式为web端交互界面；所述去中心化应用层允许用户通过可视化操作提供溯源数据上传功能，溯源数据支持手动录入和文件导入，在条件允许的节点支持将传感网络节点的数据经过转换后实时录入系统，其中，有效的溯源信息为一次交易，一次交易的数据上传时首先进行非对称加密从而保护溯源信息的隐私，为了实现有效溯源可根据权限对其进行解密。所述的一种基于区块链分片技术的产品全环节信息追溯系统，其特征在于所述服务管理层由第三方权威节点组成维护，第三方权威节点可以提供跨群组一次交易的通讯的代理服务、对特殊的部分溯源信息集合的维护服务、对区块链以外的节点提供溯源服务。所述的一种基于区块链分片技术的产品全环节信息追溯系统，其特征在于所述代理服务是指在切分区块链后，群组之间相互独立，不同的群组之间发送交易时，需要通过所述服务管理层进行转发该交易完成数据交换，服务管理层由第三方机构权威节点组成负责。所述的一种基于区块链分片技术的产品全环节信息追溯系统，其特征在于所述特殊的部分溯源信息集合包括以下信息：节点的唯一身份码、每笔一次交易的电子许可证，节点的唯一身份码使得系统中每一笔一次交易都对应着唯一来源，同时能够对一次交易的有效性进行校验，所述电子许可证是指，每次一次交易都必须带有该电子许可证，否则认为是无效一次交易，进一步可以限制用户恶意的频繁发起无效一次交易攻击整个系统，电子许可证通过权威监管节点根据随机种子和节点信息利用hash256算法生成。所述的一种基于区块链分片技术的产品全环节信息追溯系统，其特征在于所述溯源服务用以给用户提供查询对应产品信息的功能，溯源服务具有区块链外的节点访问数据的能力，所述溯源服务包括用户信息管理单元、提供相应的数据查询功能接口单元、溯源数据隐私安全保护单元。所述的一种基于区块链分片技术的产品全环节信息追溯系统，其特征在于所述用户信息管理单元包括需要进行溯源信息节点的用户信息，用户信息管理单元可以快速获取用户信息以及对用户信息审核认证；所述数据查询功能接口单元可以与区块链和本地数据库进行交互，并将数据呈现给用户；所述溯源数据隐私安全保护单元是指当身份认证通过后由服务管理层节点向各个群组发送数据请求，各个群组根据用户权限进行数据的返回，不同的权限返回的数据不同，以实现多级权限验证。与现有技术相比，本专利技术采用状态切分技术、多级权限认证、并行存储模型、可视化交互、隐私保护等技术，并且实现完整生命周期信息的溯源，以适应溯源系统需要的同时有效解决传统中心化系统单点故障、数据安全性、溯源信息不完整、海量数据的存储压力、以及引入监管结点提高系统可信等问题。附图说明图1是本专利技术总体架构示意图。图2是本专利技术数据持久化流程示意图。图3是本专利技术查询流程示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。实施例1如图所示，一种基于区块链分片技术的产品全环节信息追溯系统，包括区块链、去中心化应用层、服务管理层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于区块链分片技术的产品全环节信息追溯系统，其特征在于包括区块链、去中心化应用层、服务管理层及若干节点，所述区块链包括若干构成区块链分布式账本的状态集合；所述去中心化应用层用以实现溯源系统的可视化交互功能，包括数据上传、查询功能；所述服务管理层用以负责溯源系统的维护和监管；所述节点根据自身在溯源信息链的角色被划分为若干个群组，所述群组与区块链的状态集合一一对应，所述群组包括原料供应商、各级生产商、各级经销商、第三方权威机构，每个群组内的节点负责溯源信息账本的一部分，当需要获取完备溯源信息的时候只需要获取若干群组的账本信息进行拼接即可。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于区块链分片技术的产品全环节信息追溯系统，其特征在于包括区块链、去中心化应用层、服务管理层及若干节点，所述区块链包括若干构成区块链分布式账本的状态集合；所述去中心化应用层用以实现溯源系统的可视化交互功能，包括数据上传、查询功能；所述服务管理层用以负责溯源系统的维护和监管；所述节点根据自身在溯源信息链的角色被划分为若干个群组，所述群组与区块链的状态集合一一对应，所述群组包括原料供应商、各级生产商、各级经销商、第三方权威机构，每个群组内的节点负责溯源信息账本的一部分，当需要获取完备溯源信息的时候只需要获取若干群组的账本信息进行拼接即可。


2.根据权利要求1所述的一种基于区块链分片技术的产品全环节信息追溯系统，其特征在于所述各个组群相互独立，一群组的节点只负责与本群组内的节点通过DHT算法进行连接和通讯；所述每个群组都有若干的第三方权威节点进行群组之间的信息传递，同时负责对区块链外用户提供溯源查询的服务。


3.根据权利要求1所述的一种基于区块链分片技术的产品全环节信息追溯系统，其特征在于所述区块链采用区块链分布式账本配合大容量的本地数据库的并行存储模型对数据进行存储。


4.根据权利要求3所述的一种基于区块链分片技术的产品全环节信息追溯系统，其特征在于所述本地数据库的信息内容进行哈希运算后哈希值同步存储在区块链，当需要查询时可以通过将区块链存储的哈希值与本地数据库数据返回数据的哈希值对比，如果相同证明数据没有被篡改，从而防止本地数据库的随意修改，使得溯源信息安全性得到保证。


5.根据权利要求1所述的一种基于区块链分片技术的产品全环节信息追溯系统，其特征在于所述去中心化应用层的交互功能开发基于React框架，其表现形式为web端交互界面；所述去中心化应用层允许用户通过可视化操作提供溯源数据上传功能，溯源数据支持手动录入和文件导入，在条件允许的节点支持将传感网络节点的数据经过转换后实时录入系统，其中，有效的溯源信息为一次交易，一次交易的数据上传时首先进行非对称加密从而保护溯源信息的隐私，为了实现有效溯源可根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶超凡，蒋建东，赵章风，乔欣，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33